M051的GPIO学习

只看该作者 · 2017-12-13 19:04

看官方的例子，一共有四个，我们可以知道，这应该可以至少作为四种功能使用。先看中断功能。

只看该作者 · 2017-12-13 19:09

先看例子，会发现，还是要进行系统初始化的，使用内部RC高速振荡器，等待振荡器稳定后，设置为HCLK的时钟源，使能外部晶振，等待晶振稳定，激活PLL，使能串口0时钟，选择串口时钟源为PLL。
因为要使用P30和P31的串口0，这里还要配置这两个端口的串口功能。
这就是系统的初始化，每次重复一遍容易记得住。

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void SYS_Init(void)

{

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init System Clock                                                                                       */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Enable Internal RC 22.1184MHz clock */

    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_OSC22M_EN_Msk);



    /* Waiting for Internal RC clock ready */

    CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_OSC22M_STB_Msk);



    /* Switch HCLK clock source to Internal RC and HCLK source divide 1 */

    CLK_SetHCLK(CLK_CLKSEL0_HCLK_S_HIRC, CLK_CLKDIV_HCLK(1));



    /* Enable external XTAL 12MHz clock */

    CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCON_XTL12M_EN_Msk);



    /* Waiting for external XTAL clock ready */

    CLK_WaitClockReady(CLK_CLKSTATUS_XTL12M_STB_Msk);



    /* Set core clock as PLL_CLOCK from PLL */

    CLK_SetCoreClock(PLL_CLOCK);



    /* Enable UART module clock */

    CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);



    /* Select UART module clock source */

    CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART_S_PLL, CLK_CLKDIV_UART(1));



    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* Init I/O Multi-function                                                                                 */

    /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/



    /* Set P3 multi-function pins for UART0 RXD and TXD */

    SYS->P3_MFP &= ~(SYS_MFP_P30_Msk | SYS_MFP_P31_Msk);

    SYS->P3_MFP |= (SYS_MFP_P30_RXD0 | SYS_MFP_P31_TXD0);



}

只看该作者 · 2017-12-13 19:15

本帖最后由 antusheng 于 2017-12-13 19:17 编辑

之后想用串口，对串口0进行配置，启动串口0，RST，设置波特率打开。
这些其实都跟金本节主题无关。
接下来进入相关环节。
我们知道中断是属于输入的一种应用，称为中断输入，用户获取外部的中断信号。
因此要将需要的端口设置成输入模式
设置好了输入模式，还需要启动这个端口的中断功能，就是使能何种中断，这个例子是上升沿
接下来呢，还需要将该中断源加入中断向量表。就是在中断控制器那里要启动，因为GPIO的中断，是多个端口共用一个中断源入口，这里是P0P1共用。。

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    /* Configure P1.3 as Input mode and enable interrupt by rising edge trigger */

    GPIO_SetMode(P1, BIT3, GPIO_PMD_INPUT); //设置成输入模式

    GPIO_EnableInt(P1, 3, GPIO_INT_RISING);  //设置成上升沿中断

    NVIC_EnableIRQ(GPIO_P0P1_IRQn);  //启动对应的中断向量入口

这个是P1.3端口的中断输入配置
————————————————————

只看该作者 · 2017-12-13 19:18

其实GPIO还有另外一种模式可以具备输入功能，那就是准双向模式
这里以P4.5举例

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   /*  Configure P4.5 as Quasi-bidirection mode and enable interrupt by falling edge trigger */

    GPIO_SetMode(P4, BIT5, GPIO_PMD_QUASI);       //设置为准双向模式

    GPIO_EnableInt(P4, 5, GPIO_INT_FALLING);         //设置为下降沿中断

    NVIC_EnableIRQ(GPIO_P2P3P4_IRQn);               //启动对应的中断入口

我们可以看到这个中断源是P2，P3，P4共用的。

只看该作者 · 2017-12-13 19:22

所有工作做好了，接下来就是发生中断后要做什么的了

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void GPIOP0P1_IRQHandler(void)

{

    /* To check if P1.3 interrupt occurred */

    if(GPIO_GET_INT_FLAG(P1, BIT3))

    {

        GPIO_CLR_INT_FLAG(P1, BIT3);

        printf("P1.3 INT occurred.\n");

    }

    else

    {

        /* Un-expected interrupt. Just clear all PORT0, PORT1 interrupts */

        P0->ISRC = P0->ISRC;

        P1->ISRC = P1->ISRC;

        printf("Un-expected interrupts.\n");

    }

}

如果P1.3发生了上升沿，就会触发中断，这个时候进入这个中断处理程序，程序名都是固定的，不用修改
只需要自己写里面内容就行了
这里就是检测是否是P1.3发生了中断，上升沿嘛，发生了就是变成高电平了，检测是否是高电平，如果是，就用清理中断标识的函数清理，然后打印输出该端口发生了中断。
否则的话，就是不是该端口发生的中断，但是属于P0和P1的某个端口发生了，想再次进入该中断就要先退出，推出前还是要清理该中断标志的。方法就是对该寄存器写1，本来就是1了，再写1，就是上面的这种A=A的方式了。

只看该作者 · 2017-12-13 19:24

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/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]       Clear GPIO Pin Interrupt Flag

 *

 * @param[in]   port        GPIO port. It could be P0, P1, P2, P3 or P4.

 * @param[in]   u32PinMask  The single or multiple pins of specified GPIO port.

 *                          It could be BIT0 ~ BIT7.

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]      None

 *

 * [url=home.php?mod=space&uid=1543424]@Details[/url]     Clear the interrupt status of specified GPIO pin.

 */

#define GPIO_CLR_INT_FLAG(port, u32PinMask)         ((port)->ISRC = (u32PinMask))

只看该作者 · 2017-12-13 19:25

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void GPIOP2P3P4_IRQHandler(void)

{

    /* To check if P4.5 interrupt occurred */

    if(GPIO_GET_INT_FLAG(P4, BIT5))

    {

        GPIO_CLR_INT_FLAG(P4, BIT5);

        printf("P4.5 INT occurred.\n");

    }

    else

    {

        /* Un-expected interrupt. Just clear all PORT2, PORT3 and PORT4 interrupts */

        P2->ISRC = P2->ISRC;

        P3->ISRC = P3->ISRC;

        P4->ISRC = P4->ISRC;

        printf("Un-expected interrupts.\n");

    }

}

P4.5的中断处理函数也是类似的，先检测是不是这个端口发生了中断，如果是清零，同样的方式，调用写1的宏。否则重写，重写后，就是0保持0，1被重写1后清零。

只看该作者 · 2017-12-13 19:34

带消抖动的外部中断

根据例子来看，初始化部分跟GPIO中断是一样的，我们看中断配置

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 /*-----------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    /* GPIO External Interrupt Function Test                                                               */

    /*-----------------------------------------------------------------------------------------------------*/

    printf("EINT0(P3.2) and EINT1(P3.3) are used to test interrupt \n");



    /* Configure P3.2 as EINT0 pin and enable interrupt by falling edge trigger */

    GPIO_SetMode(P3, BIT2, GPIO_PMD_INPUT);

    GPIO_EnableEINT0(P3, 2, GPIO_INT_FALLING);

    NVIC_EnableIRQ(EINT0_IRQn);



    /* Configure P3.3 as EINT1 pin and enable interrupt by rising and falling edge trigger */

    GPIO_SetMode(P3, BIT3, GPIO_PMD_INPUT);

    GPIO_EnableEINT1(P3, 3, GPIO_INT_BOTH_EDGE);

    NVIC_EnableIRQ(EINT1_IRQn);



    /* Enable interrupt de-bounce function and select de-bounce sampling cycle time is 1024 clocks of LIRC clock */

    GPIO_SET_DEBOUNCE_TIME(GPIO_DBCLKSRC_LIRC, GPIO_DBCLKSEL_1024);

    GPIO_ENABLE_DEBOUNCE(P3, BIT2 | BIT3);

这里使用的是P3.2和P3.3这两个是从51单片机继承来的外部中断引脚，也就是一个PIN对应一个中断入口，跟GPIO中断多个PIN共用端口是不同的
P3.2设置成输入模式，下降沿触发外部中断0，然后启动对应的中断入口。
P3.3设置为输入模式，双边沿触发模式，然后启动对应的外部中断1.
接下来就是设置防抖动功能了，防抖功能是使用了LIRC实现的，设置防抖时钟，这里用的是1024
然后使能防抖的接口
那意思是这个接口响应速度只有1024了。
看看还有别的设置没有

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/**

 * @brief       Set De-bounce Sampling Cycle Time

 *

 * @param[in]   u32ClkSrc   The de-bounce counter clock source. It could be GPIO_DBCLKSRC_HCLK or GPIO_DBCLKSRC_LIRC.

 * @param[in]   u32ClkSel   The de-bounce sampling cycle selection. It could be \n

 *                              GPIO_DBCLKSEL_1, GPIO_DBCLKSEL_2, GPIO_DBCLKSEL_4, GPIO_DBCLKSEL_8, \n

 *                              GPIO_DBCLKSEL_16, GPIO_DBCLKSEL_32, GPIO_DBCLKSEL_64, GPIO_DBCLKSEL_128, \n

 *                              GPIO_DBCLKSEL_256, GPIO_DBCLKSEL_512, GPIO_DBCLKSEL_1024, GPIO_DBCLKSEL_2048, \n

 *                              GPIO_DBCLKSEL_4096, GPIO_DBCLKSEL_8192, GPIO_DBCLKSEL_16384, GPIO_DBCLKSEL_32768.

 *

 * @return      None

 *

 * @details     Set the interrupt de-bounce sampling cycle time based on the debounce counter clock source. \n

 *              Example: _GPIO_SET_DEBOUNCE_TIME(GPIO_DBCLKSRC_LIRC, GPIO_DBCLKSEL_4). \n

 *              It's meaning the De-debounce counter clock source is internal 10 KHz and sampling cycle selection is 4. \n

 *              Then the target de-bounce sampling cycle time is (4)*(1/(10*1000)) s = 4*0.0001 s = 400 us,

 *              and system will sampling interrupt input once per 400 us.

 */

#define GPIO_SET_DEBOUNCE_TIME(u32ClkSrc, u32ClkSel)    (GPIO->DBNCECON = (GPIO_DBNCECON_ICLK_ON_Msk | (u32ClkSrc) | (u32ClkSel)))

我们肯定防抖能力是可以设定的。

只看该作者 · 2017-12-13 19:36

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/**

 * @brief       Enable Pin De-bounce Function

 *

 * @param[in]   port        GPIO port. It could be P0, P1, P2, P3 or P4.

 * @param[in]   u32PinMask  The single or multiple pins of specified GPIO port.

 *                          It could be BIT0 ~ BIT7.

 * @return      None

 *

 * @details     Enable the interrupt de-bounce function of specified GPIO pin.

 */

#define GPIO_ENABLE_DEBOUNCE(port, u32PinMask)      ((port)->DBEN |= (u32PinMask))

防抖的IO还可以是别的接口，如上所示

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void EINT0_IRQHandler(void)

{

    /* For P3.2, clear the INT flag */

    GPIO_CLR_INT_FLAG(P3, BIT2);



    printf("P3.2 EINT0 occurred.\n");

}

发生中断后，就可以直接清理了，因为这个是一个PIN对一个中断入口的，没有跟别的共用。

只看该作者 · 2017-12-13 19:36

清理的实现方式仍然是写1.

只看该作者 · 2017-12-13 19:44

对于简单的IO输出功能就不用提了，输入模式和输出模式。

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    /* Configure P1.2 as Output mode and P4.1 as Input mode */

    GPIO_SetMode(P1, BIT2, GPIO_PMD_OUTPUT);

    GPIO_SetMode(P4, BIT1, GPIO_PMD_INPUT);



    i32Err = 0;

    printf("GPIO P1.2(output mode) connect to P4.1(input mode) ......");



    /* Use Pin Data Input/Output Control to pull specified I/O or get I/O pin status */

    P12 = 0;

    if(P41 != 0)

    {

        i32Err = 1;

    }



    P12 = 1;

    if(P41 != 1)

    {

        i32Err = 1;

    }



    if(i32Err)

    {

        printf("  [FAIL].\n");

    }

    else

    {

        printf("  [OK].\n");

    }



    /* Configure P1.2 and P4.1 to default Quasi-bidirectional mode */

    GPIO_SetMode(P1, BIT2, GPIO_PMD_QUASI);

    GPIO_SetMode(P4, BIT1, GPIO_PMD_QUASI);

以及配置为准双向模式。
实际上有四种模式
4种 I/O 模式: 输入模式带高阻 推挽输出 开漏输出 准双向
因此这例子还不够全面
看库函数

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/**

 * @brief       Set GPIO operation mode

 *

 * @param[in]   port        GPIO port. It could be P0, P1, P2, P3 or P4.

 * @param[in]   u32PinMask  The single or multiple pins of specified GPIO port. It could be BIT0 ~ BIT7.

 * @param[in]   u32Mode     Operation mode. GPIO_PMD_INPUT, GPIO_PMD_OUTPUT, GPIO_PMD_OPEN_DRAIN, GPIO_PMD_QUASI

 *

 * @return      None

 *

 * @details     This function is used to set specified GPIO operation mode.

 */

void GPIO_SetMode(GPIO_T *port, uint32_t u32PinMask, uint32_t u32Mode)

{

    uint32_t i;



    for(i = 0; i < GPIO_PIN_MAX; i++)

    {

        if(u32PinMask & (1 << i))

        {

            port->PMD = (port->PMD & ~(0x3 << (i << 1))) | (u32Mode << (i << 1));

        }

    }

}

还有一个开漏输出，而例子中的普通输出就是推挽输出，这样具备输出驱动能力，而开漏输出不具备。需要外部实现驱动能力。

只看该作者 · 2017-12-13 19:52

对于PIN唤醒掉电模式的用法，就是系统进入掉电休眠模式后，通过触发IO中断，可以唤醒系统，从掉电模式恢复出来
系统的配置不变，设置一个管脚作为中断输入，这里选择P1.3为例，设置为输入模式，上升沿触发中断，然后通过特别的
掉电函数进入掉电模式。
掉电模式的进入方式

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/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

/*  Function for System Entry to Power Down Mode                                                           */

/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

void PowerDownFunction(void)

{

    /* To check if all the debug messages are finished */

    UART_WAIT_TX_EMPTY(UART0);



    SCB->SCR = 4;



    CLK->PWRCON = (CLK->PWRCON & ~(CLK_PWRCON_PWR_DOWN_EN_Msk | CLK_PWRCON_PD_WAIT_CPU_Msk)) |

                  CLK_PWRCON_PD_WAIT_CPU_Msk | CLK_PWRCON_PD_WU_INT_EN_Msk;

    CLK->PWRCON |= CLK_PWRCON_PWR_DOWN_EN_Msk;



    __WFI();

}

固定的，不会用，直接复制粘贴。
在进入掉电设置前，我们看到这里先检测是否之前的串口发送完毕，等发送完毕后，开始配置掉电模式。

只看该作者 · 2017-12-13 19:56

做完这些，理论上是掉电休眠了，如果发生了中断会怎么样呢？我们看看中断函数

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void GPIOP0P1_IRQHandler(void)

{

    /* To check if P1.3 interrupt occurred */

    if(GPIO_GET_INT_FLAG(P1, BIT3))

    {

        GPIO_CLR_INT_FLAG(P1, BIT3);

        printf("P1.3 INT occurred.\n");

    }

    else

    {

        /* Un-expected interrupt. Just clear all PORT0, PORT1 interrupts */

        P0->ISRC = P0->ISRC;

        P1->ISRC = P1->ISRC;

        printf("Un-expected interrupts.\n");

    }

}

仍然是检测中断是否发生，根本没有去管掉电的事情，因为只要触发中断了，就会自动唤醒，执行中断函数。因为中断函数结尾有个串口打印操作。因此程序主函数体，使用了再次检测是否发送完成，然后才操作新的串口打印操作。其实我认为这里再判断就是多余的了，如果串口不执行完成是不会回到主程序来的，因为CPU还在中断子函数里面。