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文档简介
1、IO 口实验,实验目的,掌握S3C2410X 芯片的I/O 控制寄存器的配置; 通过实验掌握ARM 芯片使用I/O 口控制LED 显示; 了解ARM 芯片中复用I/O 口的使用方法。,实验设备, 硬件:Embest EduKit-III 实验平台,Embest ARM 标准/增强型仿真器套件, PC 机。 软件:Embest IDE for ARM 集成开发环境,Windows 98/2000/NT/XP。,实验内容,编写程序,控制实验平台的发光二极管 LED1,LED2,LED3,LED4,使它们有规律的点亮和熄灭,具体顺序如下:LED1 亮-LED2 亮-LED3 亮-LED4 亮-LED
2、1 灭-LED2 灭-LED3灭-LED4 灭-全亮-全灭,如此反复。,GPIO(General Purpose I/O,通用输入/输出接口)也称为并行I/O(parallel I/O),是最基本的I/O形式,由一组输入引脚、输出引脚或输入/输出引脚组成,CPU对它们能够进行存取操作。有些GPIO引脚能够通过软件编程改变输入/输出方向。 一个双向GPIO端口(D0)的简化功能逻辑图如图所示,图中PORT为数据寄存器和DDR(Data Direction Register)为数据方向寄存器。,实验原理,图 双向GPIO功能逻辑图,DDR设置端口的方向。如果DDR的输出为1,则GPIO端口为输出形
3、式;如果DDR的输出为零,则GPIO端口为输入形式。写入WRDDR信号能够改变DDR的输出状态。DDR在微控制器地址空间中是一个映射单元。这种情况下,如果需要改变DDR,则需要将恰当的值置于数据总线的第0位(即D0),同时激活WRDDR信号。读DDR,就能得到DDR的状态,同时激活RDDDR信号。 如果设置PORT引脚端为输出,则PORT寄存器控制着该引脚端状态。如果将PORT引脚端设置为输入,则此输入引脚端的状态由引脚端上的逻辑电路层来实现对它的控制。对PORT寄存器的写操作,需要激活WRPORT信号。PORT寄存器也映射到微控制器的地址空间。需指出,即使当端口设置为输入时,如果对PORT寄
4、存器进行写操作,并不会对该引脚产生影响。但从PORT寄存器的读出,不管端口是什么方向,总会影响该引脚端的状态。,S3C2410A共有117个多功能复用输入输出端口(I/O口),分为端口A端口H共8组。为了满足不同系统设计的需要,每个I/O口可以很容易地通过软件对进行配置。每个引脚的功能必须在启动主程序之前进行定义。如果一个引脚没有使用复用功能,那么它可以配置为I/O口。注意:端口A除了作为功能口外,只能够作为输出口使用。 在S3C2410A中,大多数的引脚端都是复用的,所以对于每一个引脚端都需要定义其功能。为了使用I/O口,首先需要定义引脚的功能。每个引脚端的功能通过端口控制寄存器(PnCON
5、)来定义(配置)。与配置I/O口相关的寄存器包括:端口控制寄存器(GPACONGPHCON)、端口数据寄存器(GPADATGPHDAT)、端口上拉寄存器(GPBUPGPHUP)、杂项控制寄存器以及外部中断控制寄存器(EXTINTN)等。S3C2410A的I/O口配置情况请参考第3章所列。,S3C2410X 芯片上共有71 个多功能的输入输出管脚,他们分为7 组I/O 端口。 一个23 位的输出端口(端口A); 两个11 位的输入/输出端口(端口B、H); 四个16 位的输入/输出端口(端口C、D、E、G); 一个8 位的输入/输出端口(端口F); 可以很容易的设置每组端口来满足不同系统配置和设
6、计的需要。在运行程序之前必须对每个用到的管脚功能进行设置,如果某些管脚的复用功能没有使用,可以先将该管脚设置为I/O 口。,1. S3C2410X I/O 口控制寄存器,端口控制寄存器(GPACON-GPHCON) 在 S3C2410X 中,大多数的管脚都复用,所以必须对每个管脚进行配置。端口控制寄存器(PnCON)定义了每个管脚的功能。 如果GPF0-GPF7 和GPG0-GPG7 在掉电模式使用了弱上拉信号,这些端口必须在中断模式配置。,端口数据寄存器(GPADAT-GPHDAT) 如果端口被配置成了输出端口,可以向 PnDAT 的相应位写数据。如果端口被配置成了输入端口,可以从PnDAT
7、 的相应位读出数据。 端口上拉寄存器(GPBUP-GPHUP) 端口上拉寄存器控制了每个端口组的上拉电阻的允许/禁止。如果某一位为0,相应的上拉电阻被允许,如果是1,相应的上拉电阻被禁止。 如果端口的上拉电阻被允许,无论在哪种状态(INPUT,OUTPUT,DATAn,EINTn 等)下,上 拉电阻都要起作用。,多状态控制寄存器 这个寄存器控制数据端口的上拉电阻,高阻态,USB pad 和CLKOUT 选项。 外部中断控制寄存器(EXTINTN) 24 个外部中断有各种各样的中断请求信号,EXTINTN 寄存器可以配置信号的类型为低电平触 发,高电平触发,下降沿触发,上升沿触发,两沿触发中断请
8、求。 8 个外部中断引脚有数字滤波器(参考数据手册中的EINTFLTn)。 只有16 个外部中断(EINT15:0)用于唤醒cpu。,掉电模式和I/O 端口 在掉电模式下仍然保持所有的 GPIO 的所有状态值,可以参考相应章节的内容。 EINTMASK 在掉电模式下也不能阻止唤醒cpu。但是如果EINTMASK 屏蔽了EINT15:4 的某一位,仍然可以唤醒cpu,但是SRCPND 的EINT4_7 位和EINT8_23 位不能在cpu 唤醒后 马上被置位。,I/O 端口控制寄存器,端口 A 控制寄存器(GPACON/GPADAT),端口B 控制寄存器(GPBCON,GPBDAT,GPBUP)
9、,端口B 被配置位输入端口后,可以从引脚上读出相应的外部源输入的数据。如果端口被配置位输出端口,向该位写入的数据可以被发送到相应的引脚上。如果该引脚被配置位功能引脚,读出的数据不确定。 置位GPBUP10:0中的某位,允许端口B 的相应位的上拉功能,反之禁止上拉功能。,端口C 控制寄存器(GPCCON,GPCDAT,GPCUP),2. 电路设计,LED1-4 分别与GFP7-4 相连,通过GFP7-4 引脚的高低电平来控制发光二极管的亮与灭。当这几个管脚输出高电平的时候发光二极管熄灭,反之,发光二极管点亮。,实验操作步骤,1. 准备实验环境 1)编写代码; 2)使用EduKit-III 目标板
10、附带的串口线连接目标板上UART0 和PC 机串口COMx,2. 串口接收设置,在 PC 机上运行windows 自带的超级终端串口通信程序(波特率115200、1 位停止 位、无校验位、无硬件流控制);或者使用其它串口通信程序。,3. 打开实验例程,1) 运行Embest IDE 开发环境,进入实验例程目录EduKit24104.2_led_test 子目录下的 led_test.pjf 例程,编译链接工程; 2) 点击IDE 的Debug 菜单,选择Remote Connect 项或F8 键,远程连接目标板; 3) 点击IDE 的Debug 菜单,选择Download 下载调试代码到目标系统的RAM 中; 4) 在工程管理窗口中双击led_test.c 就会打开该文件, 分别在约第34 行 (for(i=0;i100000;i+);)和58 行( for(i=0;i100000;i+);)设置断点后, 点击Debug 菜单Go 或F5 键运行程序;,5) 程序停到第一个断点处,观察四个灯是否都被点亮(注意观察渐变过程),按step out (shift +F11),跳出这个子函数,继续执行; 6) 程序运行到led_off(),按step into (F11)
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