MC9S12G128模块化分层化软件架构之六——KEY
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1 overview
1.1 目的
本文档用于起点开发板的GPIO模块软件优化说明。
不局限于硬件功能的实现，着眼于实现高质量、优美的软件。
2 优化内容
2.1 软件功能
① 增加PORTA、PORTB、PORTC、PORTD和PORTAD引脚的相关配置；
② driver层和module层针对新增的PORT进行调整；
2.2 编程健壮性
① 常量前增加const修饰；
② 仅用于本文件调用的变量和函数前增加static；
3 软件实现
3.1 CodingRule
具体可在源码的 .\MC9S12G128_KEY\Sources\code_rules.txt中可见。
3.2 driver层
3.2.1 drio_cfg.c
change log:
3.2.1.1 新增drio_pull_enable_reg[]上拉使能寄存器
如下：
3.2.1.1.1 PCUR
在MC9S12G128.h中的定义：
在芯片手册中的定义：
3.2.1.1.2 PERT
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.1.3 PERS
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.1.4 PERM
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.1.5 PERP
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.1.6 PERJ
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.1.7 PER1AD
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.1.8 PER0AD
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.2 新增drio_polarity_select_reg[]极性选择寄存器
如下：
3.2.1.2.1 PPST
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.2.2 PPSS
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.2.3 PPSM
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.2.4 PPSP
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.2.5 PPSJ
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.2.6 PPS1AD
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.1.2.7 PPS0AD
在mc9s12g128.h中的定义：
在datasheet中的定义：
3.2.2 drio_cfg.h
3.2.2.1 声明extern
3.2.3 drio.c
change log:
3.2.3.1 新增drio_set_pin_pull
变动如下：
除了port范围和pin范围的有效性检查外，针对PORTAD的DRIO_PIN8到DRIO_PIN15增加的port处理，原因在drio_cfg.h和drio_cfg.c中可见；
port范围和pin范围的有效性检查是为了防止drio_pull_enable_reg[]和drio_polarity_select_reg[]数组越界。
3.3 中间件module层优化
3.3.1 mdio_cfg.h
change history:
3.3.1.1 增加MdIoPullType上拉类型枚举
3.3.1.2 修改debounce方式枚举类型名为MdIoDebType
统一命名规范。
3.3.1.3 修改MdIoInputCfgStruct
1. 增加上下拉选择；
2. 修改deb_ctr为deb_max;这是debounce的阈值；
3.3.1.4 修改输入IO采样结果的结构体MdIoInputDataStruct
1. 修改名字为MdIoInputDataStruct；
2. 增加debouncecounter计数器；
3.3.1.5 修改IOInputCfg_NULL
3.3.2 mdio_cfg.c
change log:
3.3.2.1 修改mdio_input_cfg[]
这里给每个按键进行20ms的滤波。
根据原理图可知，对应的按键
|
key |
SW丝印标号 |
PIN |
|
key1 |
SW4 |
PJ4 |
|
key2 |
SW5 |
PJ5 |
|
key3 |
SW6 |
PJ6 |
|
key4 |
SW3 |
PJ7 |
3.3.3 mdio.c
change log:
3.3.3.1 增加输入PIN脚电平采集函数的周期长度
目的：将输入采样函数做成周期调用的函数；
3.3.3.2 io初始化函数mdio_init优化
1. 增加上下拉判断和设定；
2. 给mdio_input_data[].raw_value和mdio_input_data[].deb_value增加初始值;
3.3.3.3 mdio_input_info[]改名为mdio_input_data[]
3.3.3.4 增加三个input IO采样函数
1. mdio_input_sample
2. mdio_input_sample_opt
3. mdio_input_sample_opt2
此处以最终的mdio_input_sample_opt2周期任务为例：
3.3.3.4.1 mdio_input_sample任务最终实现的功能
1. 采集每个配置的输入PIN脚的原始值——raw_value；
2. 根据配置方式进行滤波处理，设置deb_value；
3. 将采集到的数据存储在mdio_input_data[]中；
3.3.4 mdinit.c
调用所有module层的初始化函数。
3.4 应用层
3.4.1 apl_key.c
注意网络标号和丝印不一致，后期会改善，此处的LED1和KEY1皆为网络标号。
检测到按键1按下点亮LED1，松开关闭LED1；
检测到按键2按下点亮LED2，松开关闭LED2；
检测到按键3按下点亮LED3，松开关闭LED3；
检测到按键4按下点亮LED4，松开关闭LED4；
3.4.2 apl_key.h
有原理图知：按键按下，PIN脚电平为0，松开为1。
3.5 main.c
3.5.1 delay_1ms ()模拟1ms定时器
提供1ms时间节拍。
3.5.2 timer_counter_task()模拟时间片管理
65532->65533->65534->65535->0
如果 C_plio_input_sample_task_perido为4，65532能整除4,mdio_input_sample可以执行，65533,65534,65535不能整除4,mdio_input_sample任务不能执行，
65535加一为0，任务可以执行,这样的话，时间间隔就不是4ms了，所以mdsys_time不能让它加满自动归零，应该在65532即65535-65535%4之前归零。
3.5.3 apl_task()APP任务
调用所有应用程序周期任务。
3.5.4 main
1. 调用初始化函数；
2. 调用周期任务；
4 软件测试及调试
4.1 PORTJ验证代码
4.2 MCU register
4.2.1 DDR数据方向寄存器
PORTJ的方向寄存器DDRJ，从图中可以看出，我们需要DDRJ位4到位7都为1，即input。 debug时可以看到：DDRJ每个位都为0，由于DDRJ的reset值为0x00，可以从datasheet中查到。
4.2.2 Data Register数据寄存器
根据mdio_cfg.c中的配置，在没有按键按下时，PTJ应该为0xff， debug可以看到如下：
此时按下KEY2：
PTJ的bit5为0，即输入为低电平。
4.3 raw_value测试
在mdio.c的io_input_data_ptr->raw_level= raw_value处打断点：
4.4 debounce测试
没有按键按下时：
当按下KEY2时：
debounce counter达到配置的20时，将raw_value赋值给io_input_data_ptr->deb_level。
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