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[AT32L021] 【AT-START-L021测评】GPIO学习以及移植开源按键驱动

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 楼主| lulugl 发表于 2024-11-26 14:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
AT32L021, GPIO, 按键驱动, 开源, 学习
【前言】
按照试用计划，这篇将进行GPIO的输入与输出的分享。GPIO作为MCU的第一外设，可以说MCU一切与外界的交互都是通过GPIO来实现的，因此掌握他是最最基本功。本篇先从GPIO的概述、寄存器配置、at32l021_gpio.c的BSP学习，最后移植开源的按键，来实现对LED灯的不同方式的控制。
【GPIO简介】
在官方的《AT32L021系列 技术手册》中第6章——通用和复用功能I/O，是本篇的重要学习内容。
AT32L021 支持多达 39 个双向 I/O 引脚，这些引脚分为 4 组，分别为 PA0-PA15、PB0-PB15、PC13-PC15、PF0-PF1 与 PF6-PF7，每个引脚都可以实现与外部的通讯、控制以及数据采集的功能。
每个引脚都支持通用功能输入输出（GPIO）或复用功能输入输出（IOMUX）。
每个引脚都可以软件配置成浮空输入、上拉/下拉输入、模拟输入/输出、通用推挽/开漏输出、复用推挽/开漏输出。
每个引脚都有独立的弱上拉/下拉功能。
每个引脚都可以软件配置输出驱动能力。
每个引脚都可以配置为外部中断输入。
每个引脚都支持配置锁定功能。

下图是AT32L021的基本结构图：
3433767455c9472fbb.png
从图中，看到GPIO是挂载在AHB高速时钟总线上，最高支持80MHz的速度。相对于STM32等，他们结构比较简洁,比如下图为STM32H7的GPIO功能框图：
4268767455edb933bb.png
GPIO复位状态，除了SWD相关引脚之外，都被配置为模拟模式，当然他还有特有的功能，就是GPIO端口保护，为了防止误操作导致 GPIO 功能混乱，提供每个对应引脚的的锁定机制。一旦锁定，在下次复位或者上电之前都不能进行对应引脚的 GPIO 配置。
【输入配置】
通过IOMC、PUPD两个寄存器的的配置，当IOMC为0，时可以配置为可配置引脚为通用浮空输入、通用上拉输入或通用下拉输入。当IOMC为11时端口配置为模拟输出，PUPD不使用。
1791867456101531ab.png
【通用输出配置】
在通用输出配置时，多出了OM、HDRV、ODRV两个标志，其配置如下图所示：
593626745614e13803.png
【GPIO寄存器】
对于AT32L021的通用输入输出，模拟输入输出，系统提供了11个寄存器，在《AT32L021系列 技术手册》的6.3章有详细介绍。
59715674562089c6b7.png
我们可以通过表6-6来查找：
8086767456240cb2c9.png
具体的相关寄存器位的功能表示，我们可以通过查找来得到。
【at32l021_gpio.h函数介绍】
在《AT32L021固件库BSP&Pack应用指南》的第5.9节中有详细的介绍。
3936667456390bf6f9.png
当然我们可以通过AT32 Work Bench进行图形化的配置
622946745640eaead5.png
【按键的配置实例】
开发板，给我们提供了一个用户使用的按键，们打开开发板原理图，找到User key部分，按键接到了PA0中，并通过下拉电阻接到了地。
522566745655159e24.png
配置按键按照如下步骤开始
1、打开按键所在GPIO的时钟
2、初始化GPIO黙认参数
3、给gpio结构进行赋值
4、初始化GPIO
其代码如下：
复制
  1. <blockquote>/******************* define button *******************/
获取按键当前值的函数如下：
复制
  1. /**
    

  2.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  returns the selected button state
    

  3.   * @param  none
    

  4.   * @retval the button gpio pin value
    

  5.   */
    

  6. uint8_t at32_button_state(void)
    

  7. {
    

  8.   return gpio_input_data_bit_read(USER_BUTTON_PORT, USER_BUTTON_PIN);
    

  9. }
到此按键配置已经完成了。
【移植开源按键驱动】
复制开源按键代码包到工程中，添加进keil工程
修改按键获取函数：
复制
  1. uint8_t key0_read_pin(void)
    

  2. {
    

  3.     return at32_button_state();
    

  4. }
在main.c中添加按键初始化，以及注册的代码，其总的代码如下：
复制
  1. /**
    

  2.   **************************************************************************
    

  3.   * [url=home.php?mod=space&uid=288409]@file[/url]     main.c
    

  4.   * @brief    main program
    

  5.   **************************************************************************
    

  6.   *                       Copyright notice & Disclaimer
    

  7.   *
    

  8.   * The software Board Support Package (BSP) that is made available to
    

  9.   * download from Artery official website is the copyrighted work of Artery.
    

  10.   * Artery authorizes customers to use, copy, and distribute the BSP
    

  11.   * software and its related documentation for the purpose of design and
    

  12.   * development in conjunction with Artery microcontrollers. Use of the
    

  13.   * software is governed by this copyright notice and the following disclaimer.
    

  14.   *
    

  15.   * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ON "AS IS" BASIS WITHOUT WARRANTIES,
    

  16.   * GUARANTEES OR REPRESENTATIONS OF ANY KIND. ARTERY EXPRESSLY DISCLAIMS,
    

  17.   * TO THE FULLEST EXTENT PERMITTED BY LAW, ALL EXPRESS, IMPLIED OR
    

  18.   * STATUTORY OR OTHER WARRANTIES, GUARANTEES OR REPRESENTATIONS,
    

  19.   * INCLUDING BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
    

  20.   * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, OR NON-INFRINGEMENT.
    

  21.   *
    

  22.   **************************************************************************
    

  23.   */
    


  24. 

  25. #include "at32l021_board.h"
    

  26. #include "at32l021_clock.h"
    

  27. #include "key_manage.h"
    


  28. 


  29. 

  30. /** @addtogroup AT32L021_periph_template
    

  31.   * @{
    

  32.   */
    


  33. 

  34. /** @addtogroup 021_LED_toggle LED_toggle
    

  35.   * @{
    

  36.   */
    


  37. 

  38. #define DELAY                            100
    

  39. #define FAST                             1
    

  40. #define SLOW                             4
    


  41. 

  42. uint8_t g_speed = FAST;
    


  43. 

  44. static struct key_handle _key0;
    


  45. 

  46. static void key0_event_callback(key_handle_t key)
    

  47. {
    

  48.     switch(key->event)
    

  49.     {
    

  50.     case Press_Down:
    

  51.         printf("key0 press down\r\n");
    

  52.     break;
    


  53. 

  54.     case Press_Up:
    

  55.         printf("key0 press up\r\n");
    

  56.     break;
    


  57. 

  58.     case Singe_Click:
    

  59.                         g_speed = SLOW;
    

  60.         printf("key0 single click\r\n");
    

  61.     break;
    


  62. 

  63.     case Double_Click:
    

  64.                                 g_speed = FAST;
    

  65.         printf("key0 double click\r\n");
    

  66.     break;
    


  67. 

  68.     case Short_Press_Repeat:
    

  69.         printf("key0 short press repeat\r\n");
    

  70.     break;
    


  71. 

  72.     case Long_Press_Start:
    

  73.         printf("key0 long press start\r\n");
    

  74.     break;
    


  75. 

  76.     case Long_Press_Hold:
    

  77.        // key_handle_detach(&_key0);
    

  78.         printf("key0 long press hold\r\n");
    

  79.     break;
    


  80. 

  81.     default:
    

  82.     break;
    

  83.     }
    

  84. }
    


  85. 


  86. 

  87. void key_test_sample(void)
    

  88. {
    

  89.     key_init(&_key0, key0_read_pin, NO_BUTTON);
    

  90.     key_event_callback_register(&_key0, Press_Down,         key0_event_callback);
    

  91.     key_event_callback_register(&_key0, Press_Up,           key0_event_callback);
    

  92.     key_event_callback_register(&_key0, Singe_Click,        key0_event_callback);
    

  93.     key_event_callback_register(&_key0, Double_Click,       key0_event_callback);
    

  94.     key_event_callback_register(&_key0, Short_Press_Repeat, key0_event_callback);
    

  95.     key_event_callback_register(&_key0, Long_Press_Start,   key0_event_callback);
    

  96.     key_event_callback_register(&_key0, Long_Press_Hold,    key0_event_callback);
    

  97.     key_handle_register(&_key0);
    


  98. 

  99. }
    

  100. /**
    

  101.   * @brief  main function.
    

  102.   * @param  none
    

  103.   * @retval none
    

  104.   */
    

  105. int main(void)
    

  106. {
    

  107.         static int tick;
    

  108.   system_clock_config();
    


  109. 

  110.   at32_board_init();
    


  111. 

  112.   uart_print_init(115200);
    

  113.   printf("at32 mcu initialize ok.\r\n");
    

  114.         key_test_sample();
    

  115.   while(1)
    

  116.   {
    

  117.                 key_tick();
    

  118.                 delay_ms(1);
    

  119.                 tick++;
    

  120.                 if(tick > g_speed * DELAY)
    

  121.                 {
    

  122.     at32_led_toggle(LED2);
    

  123.                         tick = 0;
    

  124.                 }
    

  125.   }
    

  126. }
    


  127. 

  128. /**
    

  129.   * @}
    

  130.   */
    


  131. 

  132. /**
    

  133.   * @}
    

  134.   */
【实验结果】
程序运行后，LED2快速闪烁，单击按键，LED慢速闪烁，双击后又进入快速闪，串口输出按键的各种状态。
1661667456dd669b10.png
【总结】
通过对AT32L021的系统学习，掌握了GPIO的输入与输出的配置，同时移植了开源的按键驱动，成功的实现了一个按键实现多功能的实验效果。
【注】按键驱动附在源代码中，本篇不做详细介绍。其介绍源码中的使用说明中，大家需要可以自行获取。
附程序代码：
mypro.zip (50.08 KB, 下载次数: 1)


1292367455e6439d9a.png
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