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华大半导体:对GPIO操作如何避免入坑

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两只袜子|  楼主 | 2023-3-22 09:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
在使用单片机时对GPIO操作是最基础的操作,即使这种操作如果不注意还是会掉到坑里去。例如:使用同一组GPIO端口中的两个引脚(PA00和PA01)做输出,PA00在主循环中改变输出状态,PA01通过中断方式改变输出状态。正常的情况应该是PA00只在主循环中改变输出状态,而PA01只会在中断发生时改变输出状态。但是,随着程序运行时间的加长或者在主循环中提高PA00输出的频率,会发现本应该在中断中完成状态改变的PA01,个别时候状态会不发生改变。而在中断服务程序中设置断点,进行debug发现中断可以正常进入,也能正常改变PA01的输出状态。要想分析造成这个情况的原因可以从官方提供的DDL库入手来分析。
华大单片机M0+系列芯片在对GPIO端口输出电平操作时,DDL库提供了如下两种方法:
方法1:
  • /*****************************************************************************
  • ** \brief GPIO IO输出值写入
  • **
  • ** \param [in]  enPort          IO Port口
  • ** \param [in]  enPin           IO Pin脚
  • ** \param [out] bVal            输出值
  • **
  • ** \retval en_result_t           Ok          设置成功
  • **                                         其他值    设置失败
  • ******************************************************************************/
  • en_result_t Gpio_WriteOutputiO(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin, boolean_t bVal)
  • {
  •     SetBit(((uint32_t)&M0P_GPIO->PAOUT + enPort), enPin, bVal);
        return Ok;
  • }


方法2:
  • /*******************************************************************************
  • ** \brief GPIO IO设置
  • **
  • ** \param [in]  enPort          IO Port口
  • ** \param [in]  enPin           IO Pin脚
  • **
  • ** \retval en_result_t           Ok        设置成功
  • **                                        其他值   设置失败
  • ******************************************************************************/
  • en_result_t Gpio_SetIO(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin)
  • {
  •     SetBit(((uint32_t)&M0P_GPIO->PABSET + enPort), enPin, TRUE);
        return Ok;
  • }


  • /******************************************************************************
  • ** \brief GPIO IO清零
  • **
  • ** \param [in]  enPort          IO Port口
  • ** \param [in]  enPin           IO Pin脚
  • **
  • ** \retval en_result_t           Ok        设置成功
  • **                                         其他值  设置失败
  • ******************************************************************************/
  • en_result_t Gpio_ClrIO(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin)
  • {
  •     SetBit(((uint32_t)&M0P_GPIO->PABCLR + enPort), enPin, TRUE);
        return Ok;
  • }


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两只袜子|  楼主 | 2023-3-22 09:53 | 显示全部楼层
方法1是对整个PxOUT寄存器进行的操作,查看用户手册关于此寄存器的说明如下图:

当PxOUT寄存器对应位为1时,对应的引脚输出高电平,反之输出低电平。

方法2是通过置位寄存器引脚对应位的置1完成引脚输出高电平的操作,寄存器说明如下图:

通过清零寄存器引脚对应位置1完成引脚输出低电平的操作,寄存器说明如下图:

上述输出不正常的现象是因为使用了方法1进行的操作。在主循环中对PA00输出状态的改变通过PAOUT寄存器来完成,假如PORTA所有引脚都为低电平时,让PA00输出高电平,方法1的操作是把0X0001写入到PAOUT寄存器就可以实现。在ARM的汇编指令中要把0X0001写入到PAOUT必须借助于通用寄存器 (r0~r7)来实现。当CPU刚完成0X0001移入到通用寄存器时,中断发生,CPU会把通用寄存器保存起来,然后响应中断,在中断中PA01输出高电平PAOUT值为0X0002,之后退出中断。退出中断后,CPU会恢复中断之前通用寄存器的值(0X0001),再继续把通用寄存器的值存入到PAOUT。这时PAOUT的值是0X0001,只有PA00输出高电平,而PA01没有输出高电平。这种现象就是端口的竞争-冒险现象。
在使用芯片的时候不希望这竞争-冒险现象出现,通过方法2的操作完全可以避免此现象的出现。因为方法2是对寄存器的位进行操作,每次操作的时候只有对应的位进行置位或清零,其它位值为0的时候不影响输出的结果。
因此小编建议大家在开发的时候对GPIO端口输出操作时,使用方法2的方式来操作。



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godlovedeath| | 2023-3-22 20:59 | 显示全部楼层
学习了,厉害

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WT418995874| | 2023-3-24 10:37 | 显示全部楼层
曾经用L136遇到这个问题,最终没有找到原因

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woai32lala| | 2023-3-24 12:19 | 显示全部楼层
学习

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