【ARM】Tiny4412裸机编程之GPIO简介

00. 目录

文章目录

00. 目录
01. GPIO概述
02. GPIO寄存器
03. GPIO框图
04. 附录

01. GPIO概述

GPIO(General Purpose I/O Ports)意思为通用输入/输出端口，通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们输出高低电平、或者通过它们读入引脚的状态──是高电平还是低电平。在嵌入式系统中常常有数量众多，但是结构却比简单的外部设备/电路，对这些设备/电路，有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用作输入信号。而且，许多这样的设备/电路只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了。

三星 Exynos 4412，它有 304 个 GPIO，分为 GPA0、GPA1、GPB、GPC0、GPC1 等共 37 组。可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出还是其它特殊功能。比如可以设置 GPC0、GPC1 作为一般的输入引脚、输出引脚，或者用于 AC97、SPDIF、I2C、SPI 口。

GPIO 的操作是所有硬件操作的基础，由此扩展开来可以了解所有硬件的操作，这是底层开发人员必须掌握的。

02. GPIO寄存器

既然一个引脚可以用于输入、输出或其它特殊功能，那么一定有寄存器用来选择这些功能；对于输入，一定可以通过读取某个寄存器来确定引脚的电平是高还是低；对于输出，一定可以通过写入某个寄存器来让这个引脚输出高电平或低电平；对于其它特殊功能，则有另外的寄存器来控制它。

如上推测，对于这几组 GPIO 引脚，它们的寄存器是相似的：

GPXXCON 用于选择引脚功能，控制寄存器。

GPXXDAT 用于读/写引脚数据，数据寄存器。

GPXXPUD 用于确定是否使用内部上拉/下拉电阻。上下拉寄存器。

控制寄存器

从寄存器的名字即可看出，它用于“配置”(Configure)──选择引脚的功能。该寄存器中，使用 4 位来配置 1 个引脚。

当 GPA0CON 的 bit[31:28]值为 0b0000 时，引脚 GPA0 被设置为输入引脚；

当 GPA0CON 的 bit[31:28]值为 0b0001 时，引脚 GPA0 被设置为输出引脚；

当 GPA0CON 的 bit[31:28]值为 0b0010 时，引脚 GPA0 被设置为特殊功能 UART 引脚；

当 GPA0CON 的 bit[31:28]值为 0b0011 时，引脚 GPA0 被设置为特殊功能 I2C 引脚；

当 GPA0CON 的 bit[31:28]值为 0b1111 时，引脚 GPA0 被设置为中断引脚。

数据寄存器

用于读/写引脚：当引脚被设为输入时，读此寄存器可知相应引脚的电平状态是高还是低；当引脚被设为输出时，写此寄存器相应位可令此引脚输出高电平或低电平。

上下拉寄存器

使用 2 位来控制 1 个引脚：值为 0b00 时，相应引脚无内部上拉/下拉电阻；值为 0b01 时，使用内部下拉电阻；值为 0b11 时，使用内部上拉电阻；0b10 为保留值。

上下拉电阻

GPIO有三种状态：高电平、低电平和高阻状态。

上拉电阻、下拉电阻的作用在于，当 GPIO 引脚处于第三态(既不是输出高电平，也不是输出低电平，而是呈高阻态，即相当于没接芯片)时，它的电平状态由上拉电阻、下阻电阻确定。

03. GPIO框图

GPIO 包含两部分，分别是 alive 部分和 off 部分。Alive 部分的电源由睡眠模式提供，off 部分与它不同。因此，寄存器可以在睡眠模式下保持原值。

04. 附录

Exynos 4412 SCP_Users Manual_Ver.0.10.00_Preliminary0.pdf