MQX4.0:MK60DZ10.h头文件GPIO模块…
来自:http://blog.csdn.net/duwufeng/article/details/8466659
软件结构分析:
1、“struct GPIO_MemMap { }”:GPIO模块内存映射结构体,该结构体定义了一系列“GPIO端口控制寄存器”的名称,利用结构体本身的“平坦特性”与GPIO模块中实际寄存器的相对地址一一对应,实现结构体内部变量操作对物理地址操作的映射(这里只实现了相对映射,完全映射需要有绝对地址,下面会看到),各寄存器含义可结合注释以及K60P100M100SF2RM 文件54.2 Memory map and register definition章节。可以看到,在最左一列是各个端口寄存器的物理地址,而且每个端口组的物理首地址跟随后定义的PTx_BASE_PTR宏是一致的。这样就可以利用该结构体进行强制类型转换,把一段连续的内存空间当作某一个结构体来操作,该结构体就相当于一个“模子”,只是对内存空间换了个“视角”而已。
2、“#define GPIO_PDOR_REG(base) ((base)->PDOR)”:GPIO模块内部控制寄存器变量宏定义,该宏定义接收结构体指针,返回寄存器变量
3、“#define GPIO_PDOR_PDO_MASK 0xFFFFFFFFu”:GPIO模块寄存器内部位域屏蔽码,根据硬件操作手册对端口各个寄存器的各个位域进行定义,详见K60P100M100SF2RM 文件54.2.1 Port Data Output Register(GPIOx_PDOR)章节。在“GPIO_PDOR_PDO_MASK”中,“GPIO”表示端口类型,“PDOR”表示某个具体寄存器名称,“PDO”表示特定寄存器内部的位域名称,可以在文档中搜索“PDO”看它出现的具体位置,就能明白了,这里的位域于其他文档中定义的位域没有区别,只不过这里的位域都是以32位为一组的,只是看起来有点特殊而已。
4、“#define PTA_BASE_PTR ((GPIO_MemMapPtr)0x400FF000u)”:定义GPIO模块A端口的寄存器组基地址0x400FF000u,该CPU中对各个寄存器的配置本质上是对内存映射地址的配置。上面讲到逻辑操作对物理地址的映射问题时,只能实现相对映射,这里的绝对地址定义就是为实现地址绝对映射。GPIO_MemMapPtrr是GPIO寄存器组的强制类型转换,与结构体“structGPIO_MemMap { }”共同作用,表示基地址和偏移地址,这样就能通过结构体变量来操控该寄存器组中的任意硬件寄存器,对于其他GPIO定义也是类似。
5、“#define GPIOA_PDOR GPIO_PDOR_REG(PTA_BASE_PTR)”:各个GPIO端口的内部寄存器变量定义,便于后期使用,与硬件手册相关。
硬件特性分析:
1、关于各个寄存器的功能,可参见绿色注释和硬件手册。K60的GPIO模块与内核之间通过“零等待状态接口”来发挥引脚的最大性能,可以任意数据大小来操作GPIO寄存器。GPIOx_PDOR寄存器内容与引脚状态直接相关,如果想改变引脚状态可以给该寄存器赋值,但是K60的特殊之处在于并非直接操作该寄存器(它只是一个数据存放的场所而已),而是提供了“设置”、“清除”和“取反”三个寄存器,用来改变GPIOx_PDOR状态,这就是“零等待”的实现关键。通常情况下,设置寄存器位就要用到“位或”指令,清除寄存器位就要用到“位与”指令,该类指令的操作执行就需要消耗cpu时间(取数,位与,赋值),为了最大程度降低“操作延时”,直接通过“入口寄存器”操作数据(赋值),提高性能。
2、GPIO端口的数据操作也是受时钟时序影响的,从微观角度讲,作为输入口时当外部引脚电平变化并不会“瞬间”影响到GPIO输入寄存器的数值,只有当GPIO模块时钟边沿到来时,该状态改变才能体现到寄存器中。虽然这个时间非常短暂,但是并不能忽视它的存在,对于输出口也是如此。
3、关于GPIO操作还有很多选项需要配置,例如“端口上拉”、“滤波使能”、“滤波时钟”、“中断设置”、“端口复用”和“输出强度”等等,就需要设置SIM模块、中断模块、PORT模块等,共同实现GPIO的复杂功能。
4、如果GPIO配置成输入,则必须要打开PORT模块和中断模块中的相关信息;如果不需要输入功能,可以关闭这两个模块中的GPIO相关设置信息,达到节能的目的。如果GPIO配置成输出,则PORT模块和中断模块中的相关信息不需要打开,就可以配置引脚状态。
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