通用IO接口

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1、,,,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,,,,,,,,通用,IO,接口,-1,本节要点,,GPIO,基础知识,,K60 GPIO,模块概要及编程要点,,第一,个,GPIO,程序,,3.,1,,GPIO基础知识,1,）,I/O,接口的概念,I/O,接口，即输入输出接口，是微控制器同外界进行交互的重要通道。,,在嵌入式系统中，接口千变万化，种类繁多，有显而易见的人机交互接口，如操纵杆、键盘、显示器；也有无人介入的接口，如网络接口、机器设备接口,等,。,,,,CPU,I/O,,接口,外设,,,2,）,I/O,接口要解决的问

2、题,:,速度匹配,(Buffer),,信号电平和驱动能力,(,电平转换器、驱动器,),,,信号形式匹配,(A/D,、,D/A),,,信息格式,(,字节流、块、数据包、帧,),,,时序配合,(,定时关系,),3.1 GPIO,的基本知识,,I/O,信息的三种类型：,数据、命令、状态,。传送这三类信息的通道分别称为：数据端口、控制端口、状态端口。,CPU,,I/O,,设备,译码,数据端口,状态端口,控制端口,,,,,,,DB,AB,CB,3.1,GPIO的基本知识,,通用,I/O,，也记为,GPIO,（,General Purpose I/O,），即基本的输入,/,输出，有时也称并行,I/O,，或

3、普通,I/O,，它是,I/O,的最基本形式,。,3),通用,I/O,通用,I/O,接口一般应具备：,,,放置工作方式控制字的寄存器,,放置输入或输出控制字的寄存器,,放置要交换数据的寄存器,,放置反映工作状态的寄存器,3.1 GPIO,的基本知识,4).,常用,I/O,输入电路,输入引脚有三种不同的连接方式：,,带上拉电阻的连接,,带下拉电阻的连接,,“,悬空,”,连接。,若,MCU,的某个引脚通过一个电阻接到电源（,Vcc,）上，这个电阻被称为,“,上拉电阻,”,。,,,若,MCU,的某个引脚通过一个电阻接到地（,GND,）上，则相应的电阻被称为,“,下拉电阻,”,。,,悬空的芯片引脚被上拉

4、电阻或下拉电阻初始化为高电平或低电平。,,MCU,内部程序向该引脚输出高电平或低电平来驱动器件工作，即开关量输出。,,,O1,引脚是发光二极管,LED,的驱动引脚，当,O1,引脚输出高电平时，,LED,不亮；当,O1,引脚输出低电平时，,LED,点亮。,,O2,引脚接蜂鸣器驱动电路，当,O2,脚输出高电平时，蜂鸣器响；,O2,脚输出低电平时，蜂鸣器不响。,5,）,I/O,输出电路,3.2 K60 GPIO,模块概要及编程要点,1,）．,K60 GPIO,模块概要,可作为,GPIO,功能的引脚数目及引脚名称：,,（,1,）,A,口有,26,个引脚，,PTA0~PTA19,、,PTA24~PTA2

5、9,；,,（,2,）,B,口有,20,个引脚，,PTB0~PTB11,、,PTB16~PTB23,；,,（,3,）,C,口有,20,个引脚，,PTC0~PTC19,；,,（,4,）,D,口有,16,个引脚，,PTD0~PTD15,；,,（,5,）,E,口有,18,个引脚，,PTE0~PTE12,、,PTE24~PTE28,。,如何,对,上述,IO,引脚进行操作？,Not all pins within each port are implemented on each device.,,The following is the implement On device MK60DN512VMD1

6、0.,,（,1,）,PORTA[29:24], PORTA[19:0], 26Pins,,（,2,）,PORTB[23:16], POPTB[11:0],20Pins,,（,3,）,POTRC[19:0],20Pins,,（,4,）,PORTD[15:0],16Pins,,（,5,）,PORTE[28:24],PORTE[12:0],18Pins,GPIO,,Registers,（,1,） Pin Control Register n (PORTx_PCRn),,引脚控制寄存器 n,,,,K60,的,I/O,口与其他功能模块均能引脚复用。配置相关模块的输入输出通道时，要先对,I/O,口的引脚复

7、用寄存器进行配置。配置,GPIO,功能，只需配置第,8~10,位（,MUX,）。,Pin Control Register n (PORTx_PCRn),,引脚控制寄存器 n,,引脚复用功能选择,,0,：不支持拉电阻,,1,： 支持拉电阻,0,：支持下拉电阻,,1,：支持上拉电阻,(,2,),GPIO,寄存器的概要说明：,,,,(,3,),系统时钟门控寄存器 5,,K60,中每一个模块都需要在,SIM,模块中开启或者关闭模块的时钟。通过设置,SIM_SCGC5,寄存器就可以为,I/O,模块的,PORTA,、,PORTB,、,PORTC,、,PORTD,、,PORTE,提供时钟，该寄存器在复位时

8、被清零，从而使得相应模块的时钟被关闭。,打开A口，则SIM_SCGC5,|,=（1<<9）；打开A、B口，则为 SIM_SCGC5,|,= ( (1<<9) | (1<<10) ),(2) 系统时钟门控寄存器 5,GPIO,模块的基本编程步骤,：,3,）通过设置,GPIOx_PDDR,来配置相应引脚传输方向：“,1,”为输出， “,0,”为输入。,1,）通过设置,“,SIM_SCGC5”,寄存器来打开相应端口时钟。,2,）通过设置引脚控制寄存器来配置相应引脚复用功能。,以,PA10,输出为例,GPIO,模块的基本编程步骤,：,4,）若是输入引脚，则通过,GPIOx_PDIR,获得引脚的状态,

9、: “0”,表示为低电平；,: “1”,表示为高电平。,5,）若是输出引脚，则通过,GPIOx_PDOR,输出低电平或高电平，对应值为,0,或,1,。亦可通过,“,输出置位寄存器,”,、,“,输出清位寄存器,”,、,“,输出取反寄存器,”,改变引脚状态。,（,1,）置位。要将,R,的第,3,位置,1,，其他位不变，可以这样做：,R |= (1<<3),，其中“,1<<3,”的结果是“,0b00001000,”，,R |= (1<<3),也就是,R=R|0b00001000,，任何数和,0,相或不变，任何数和,1,相或为,1,，这样达到对,R,的第,3,位置,1,，但不影响其他位的目的。,,（,

10、2,）清位。要将,R,的第,2,位清,0,，其他位不变，可以这样做：,R &= -(1<<2),，其中“,-(1<<2),”的结果是“,0b11111011,”，,R&=-(1<<2),也就是,R=R&0b11111011,，任何数和,1,相与不变，任何数和,0,相与为,0,，这样达到对,R,的第,2,位清,0,，但不影响其他位的目的。,,（,3,）获得某一位的状态。,(R>>4) & 1,，是获得,R,第,4,位的状态，“,R>>4,”是将,R,右移,4,位，将,R,的第,4,位移至第,0,位，即最后,1,位，再和,1,相与，也就是和,0b00000001,相与，保留,R,最后,1,位的值，

11、以此得到第,4,位的状态值。,3.2.2,GPIO,模块概要和编程要点,3,．置位与清位的宏函数,p48,第一个工程,:,控制发光二极管指示灯闪烁,要求，根据前面课上讲解的知识，设计程序，实现,E4,灯闪烁。,#include "derivative.h,“,,void delay(void);,,/*********************************************************/,,int,main(,void,),,{,,SIM_SCGC5 = SIM_SCGC5_PORTA_MASK;,//,打开,A,口时钟,,,值为,0x200u,,PORTA_PCR

12、10 |= (1<<8));,//,将,A,口,10,号 引脚配置为,GPIO,口功能,,,GPIOA_PDDR= 1<<10;,//,引脚配置为输出功能,,,while(1),,{,,GPIOA_PTOR|=1<<10;,//,输出取反寄存器；灯闪烁,,,delay();,//,延时,,,},,return 0;,,},,void delay(),//,延时程序,,{ unsigned int i, n, m ;,,for(i=0;i<30000;i++),,,for(n=0;n<100;n++) m=m;,,,},第二个嵌入式,C,语言工程,:,对按键进行查询方式工作，启动,/,停止

13、发光二极管闪烁,两个按键分别接,PTA19,，,PTE26,，当键按下，对应引脚输入低电平。输入、设置内部上拉电阻。,先画流程图，考虑好逻辑关系再编程。,,综合练习：,实验仪器上有两个按键、四个,LED,灯，请自己设计一个控制流程，希望把按键和,LED,都用上。,,例如：荧光棒，多种亮灯模式，通过按键切换模式。,关于上机实验,,上机地点：金智楼,4,楼,5# 6#,机房,,上机时间：,10.15 3~5,节,,上机要求：完成本课件上的第,1,和第,2,个项目,,项目,1,）学习,CW,软件的使用，程序可直接拷贝，通过正确操作，完成程序的录入、编译和运行；,,,项目,2,）仿照项目,1,）的程序，编制一个,GPIO,输入口的程序；,,项目,3,）综合使用实验仪上的按键和,LED,，编写一个程序。（第二次上机完成）,