嵌入式学习GPIO的接口逻辑框架（硬件逻辑、接口功能、硬件抽象层）及其应用设计（用户模块、系统模块）.doc

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1、GPIO的接口逻辑框架（硬件逻辑、接口功能、硬件抽象层）及其应用设计（用户模块、系统模块）一、接口逻辑框架（硬件逻辑、接口功能、硬件抽象层）1、硬件逻辑GPIO引脚有72个或38个，下图是“一位GPIO端口”的基本结构（“一位GPIO端口”对应“一个GPIO引脚”）。每一个GPIO引脚都可由软件独立配置为“输入悬空、输入上拉、输入下拉、模拟输入、输出开漏、输出推挽、可选功能”等成几种模式。其中，P1.15引脚只能作为输入，在STANDBY模式下作为Wake-up引脚使用。GPIO端口位配置表大部

2、分GPIO引脚都具有复用功能。（缺）2、接口功能GPIO引脚组织为3个通用的I/O端口GPIO_P0、GPIO_P1、GPIO_P2。对于每个通用I/O端口GPIO_Px（x=0、1、2），都有：3个32位的配置寄存器（GPIO_PxC0，GPIO_PxC1，GPIO_PxC2）1个32位的数据寄存器（GPIO_PxD）1个32位的可屏蔽寄存器（GPIO_PxM）但是I/O端口寄存器只能进行32位字访问，不允许进行字节或比特访问，屏蔽寄存器的作用是方便地读、写GPIO寄存器，这样，在读写过程中不

3、会产生IRQ中断。在刚复位之后，可选功能还处于无效状态，I/O端口配置为输入悬空模式（PxC2=0、PxC1=0、PxC0=1）。当被配置为输出时，写入到I/O数据寄存器中的数据就加载到输出锁存器。输出锁存器保持所要输出的值，可以在推挽模式或开漏模式使用输出驱动（当输出0时，只有N-MOS有效）。在每一个APB时钟周期里输入锁存器不活I/O引脚上的数据。读I/O数据寄存器时时读输入错存期还是输出锁存器，是由端口配置决定的。配置为输入模式和输出开漏模式时，读输入锁存器；配置为输出推挽模式时，读输出

4、锁存器。所有的GPIO引脚都有一个内部的弱上拉和弱下拉，在配置的时候可以激活或者不激活它们。3、硬件抽象层1）GPIO的可编程结构（功能寄存器描述）①GPIO寄存器映射解决IO端口编址的问题，与内存映射相关联（统一的IO端口编址）。②I/O端口配置寄存器（GPIO_PxC0）首址：0xFFFFE400偏移地址：00h复位初值：FFFFFFFFhBit[31:0]都是配置位，下图显示了I/O端口配置寄存器中各位的含义。与上面类似的寄存器有3个（GPIO_PxC0、GPIO_PxC1、GPIO_Px

5、C2）,3个寄存器的值共同决定I/O引脚的模式。③I/O端口数据寄存器（GPIO_PxD）首址：0xFFFFE400偏移地址：0Ch复位初值：xxxxxxxxhBit[31:0]：I/O端口数据位对该寄存器的写访问通常是将数据写入输出锁存器。对该寄存器的读访问是从输入锁存器里读取数据，或者在输出和高阻配置的情况下从输出锁存器里获得选择功能配置。下图为数据寄存器的I/O端口配置。④I/O端口屏蔽寄存器（GPIO_PxM）2）GPIO硬件抽象层上一节是对通用输入/输出端口（GPIO）的硬件描述，而这

6、一节主要是在软件层次上对GPIO的硬件抽象层进行介绍。下图为GPIO硬件抽象层结构图。GPIO硬件层硬件抽象层应用层main.c75x.it.c75x_lib.h75_map.h75x_gpio.h75x_gpio.c75x_type.h75x_lib.c75x_conf.h在75x_conf.h中定义GPIO之后GPIO才能被启用，如下#define_GPIO若不需要GPIO则如下定义//#define_GPIO在用户的主程序文件main.c中引入75x_lib.h,该头文件声明了所有外设的头

7、文件。若在75x_conf.h中定义了GPIO则在75x_lib.h的定义则可引入。75x_mrcc.h头文件，定义如下#ifdef_GPIO#include"75x_gpio.h"#endif/*_GPIO*/GPIO的寄存器结构GPIO_TypeDef在75x_map.h文件中定义如下typedefstruct{vu32PC0;vu32PC1;vu32PC2;vu32PD;vu32PM;}GPIO_TypeDef;typedefstruct{vu32REMAP0R;vu32REMAP1R;}

8、GPIO_REMAP_TypeDef;下面是对这些寄存器进行说明。PC0：端口0配置寄存器PC1：端口1配置寄存器PC2：端口2配置寄存器PD：数据寄存器PM：端口屏蔽寄存器REMAP0R：I/O映射寄存器0REMAP1R：I/O映射寄存器1当DEBUG模式被使用时，GPIO的指针在75x_lib.c里声明，声明的语句如下：#ifdef_GPIO0GPIO0=(GPIO_TypeDef*)GPIO0_BASE;#endif/*_GPIO0*/#ifdef_GPIOREMAPGPIOREMAP=(