恩智浦飞思卡尔Freescale Kinetis KEA128学习笔记3--GPIO模块(一)

KEA128芯片有7组IO，PORTA--H每组8个引脚，PORTI有7个引脚，共计71个。

单个引脚驱动能力是2.5mA，内部均可上拉到VDD，无内部下拉。应通过编程将未使用引脚内部上拉。

MCU处在运行、等待、调试模式下，GPIO正常工作，停止模式下，GPIO停止工作。

下面是端口控制寄存器介绍，主要是端口滤波寄存器，上拉使能寄存器和高驱动能力使能寄存器

GPIO有三组寄存器，分别为GPIOA、GPIOB、GPIOC。每组有7个寄存器，分别为输出寄存器（PDOR）、输出置1寄存器（PSOR）、输出清0寄存器（PCOR）、输出取反寄存器（PTOR）、输入寄存器（PDIR）、数据放向寄存器（PDDR）、输入禁止寄存器（PIDR）。

GPIO编程步骤：

1.设定GPIO是输入还是输出，设置数据方向寄存器

2.若是输出则设定GPIO的值，低0高1

3.若是输入则通过输入寄存器获得引脚的状态。低0高1.

//===========================================================================
//文件名称：common.h
//功能概要：公共要素头文件
//版权所有：苏州大学飞思卡尔嵌入式中心(sumcu.suda.edu.cn)
//版本更新：2015-06-05  V2.0
//芯片类型：KEA128
//===========================================================================#ifndef __COMMON_H       //防止重复定义（_COMMON_H  开头)
#define __COMMON_H// 1．芯片寄存器映射文件及处理器内核属性文件
#include "core_cmFunc.h"
#include "core_cmInstr.h"
#include "core_cm0plus.h"
#include "SKEAZ1284.h"           // 包含芯片头文件
#include "system_SKEAZ1284.h"    // 包含芯片系统初始化文件#define  SYSTEM_CLK_KHZ   DEFAULT_SYSTEM_CLOCK/1000// 芯片系统时钟频率(KHz)
#define  CORE_CLK_KHZ     SYSTEM_CLK_KHZ           // 芯片内核时钟频率(KHz)
#define  BUS_CLK_KHZ      SYSTEM_CLK_KHZ/2         // 芯片总线时钟频率(KHz)// 2．定义开关总中断
#define ENABLE_INTERRUPTS   __enable_irq   // 开总中断
#define DISABLE_INTERRUPTS  __disable_irq  // 关总中断// 3．位操作宏函数（置位、清位、获得寄存器一位的状态）
#define BSET(bit,Register)  ((Register)|= (1<<(bit)))    // 置寄存器的一位
#define BCLR(bit,Register)  ((Register) &= ~(1<<(bit)))  // 清寄存器的一位
#define BGET(bit,Register)  (((Register) >> (bit)) & 1)  // 获得寄存器一位的状态// 4．重定义基本数据类型（类型别名宏定义）
typedef unsigned char uint_8;   // 无符号8位数，字节
typedef unsigned short int uint_16;  // 无符号16位数，字
typedef unsigned long int uint_32;  // 无符号32位数，长字
typedef char int_8;    // 有符号8位数
typedef short int int_16;   // 有符号16位数
typedef int int_32;   // 有符号32位数
// 不优化类型
typedef volatile uint_8 vuint_8;  // 不优化无符号8位数，字节
typedef volatile uint_16 vuint_16; // 不优化无符号16位数，字
typedef volatile uint_32 vuint_32; // 不优化无符号32位数，长字
typedef volatile int_8 vint_8;   // 不优化有符号8位数
typedef volatile int_16 vint_16;  // 不优化有符号16位数
typedef volatile int_32 vint_32;  // 不优化有符号32位数#endif       //防止重复定义（_COMMON_H结尾)

//===========================================================================
//文件名称：gpio.h
//功能概要：GPIO底层驱动构件头文件
//版权所有：苏州大学飞思卡尔嵌入式中心(sumcu.suda.edu.cn)
//版本更新：2015-06-05  V2.0
//芯片类型：KEA128
//===========================================================================#ifndef GPIO_H        //防止重复定义（GPIO_H  开头)
#define GPIO_H#include "common.h"   //包含公共要素头文件// 端口号地址偏移量宏定义
#define PORTA    (0<<8)
#define PORTB    (1<<8)
#define PORTC    (2<<8)
#define PORTD    (3<<8)
#define PORTE    (4<<8)
#define PORTF    (5<<8)
#define PORTG    (6<<8)
#define PORTH    (7<<8)
#define PORTI    (8<<8)
//引脚方向宏定义
#define GPIO_IN      0
#define GPIO_OUTPUT  1//===========================================================================
//函数名称：gpio_init
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//       dir：引脚方向（0=输入，1=输出,可用引脚方向宏定义）
//       state：端口引脚初始状态（0=低电平，1=高电平）
//功能概要：初始化指定端口引脚作为GPIO引脚功能，并定义为输入或输出，若是输出，
//       还指定初始状态是低电平或高电平
//===========================================================================
void gpio_init(uint_16 port_pin, uint_8 dir, uint_8 state);//===========================================================================
//函数名称：gpio_set
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//       state：希望设置的端口引脚状态（0=低电平，1=高电平）
//功能概要：当指定端口引脚被定义为GPIO功能且为输出时，本函数设定引脚状态
//===========================================================================
void gpio_set(uint_16 port_pin, uint_8 state);//===========================================================================
//函数名称：gpio_get
//函数返回：指定端口引脚的状态（1或0）
//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//功能概要：当指定端口引脚被定义为GPIO功能且为输入时，本函数获取指定引脚状态
//===========================================================================
uint_8 gpio_get(uint_16 port_pin);//===========================================================================
//函数名称：gpio_reverse
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//功能概要：当指定端口引脚被定义为GPIO功能且为输出时，本函数反转引脚状态
//===========================================================================
void gpio_reverse(uint_16 port_pin);//===========================================================================
//函数名称：gpio_pull
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//          pullselect：引脚上拉使能选择（ 0=上拉除能，1=上拉使能）
//功能概要：使指定引脚上拉高电平
//===========================================================================
void gpio_pull(uint_16 port_pin, uint_8 pullselect);#endif     //防止重复定义（GPIO_H  结尾)
//===========================================================================
//声明：
//（1）我们开发的源代码，在本中心提供的硬件系统测试通过，真诚奉献给社会，不足之处，欢迎指正。
//（2）对于使用非本中心硬件系统的用户，移植代码时，请仔细根据自己的硬件匹配。
//
//苏州大学飞思卡尔嵌入式中心
//技术咨询：0512-65214835  http://sumcu.suda.edu.cn

//===========================================================================
//文件名称：gpio.c
//功能概要：GPIO底层驱动构件源文件
//版权所有：苏州大学飞思卡尔嵌入式中心(sumcu.suda.edu.cn)
//版本更新：2015-06-05  V2.0
//芯片类型：KEA128
//===========================================================================
#include "gpio.h"   //包含本构件头文件uint_32 bit;    //内部变量，用于记录引脚在端口寄存器中的偏移量
//内部函数声明
//解析端口号和引脚
static void gpio_port_pin_num(uint_16 port_pin,uint_8* port,uint_8* pin);
//解析基地址和引脚在寄存器中的偏移量
static void gpio_ptr_bit(uint_16 port_pin,GPIO_MemMapPtr* gpio_ptr,uint_32* bit);
//===========================================================================
//函数名称：gpio_init
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//       dir：引脚方向（0=输入，1=输出,可用引脚方向宏定义）
//       state：端口引脚初始状态（0=低电平，1=高电平）
//功能概要：初始化指定端口引脚作为GPIO引脚功能，并定义为输入或输出，若是输出，
//       还指定初始状态是低电平或高电平
//===========================================================================
void gpio_init(uint_16 port_pin, uint_8 dir, uint_8 state)
{//局部变量声明GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量//根据带入参数dir，决定引脚为输出还是输入if (1 == dir)   //希望为输出{//端口数据方向寄存器定义为输出BSET(bit, GPIO_PDDR_REG(gpio_ptr));//1为通用输出，0零表示作为输入//输出清零寄存器BSET(bit, GPIO_PCOR_REG(gpio_ptr));//该寄存器置1，引脚输出被置位为0//初始状态为低电平gpio_set(port_pin, state);   //调用gpio_set函数，设定引脚初始状态} else {//希望为输入BCLR(bit, GPIO_PDDR_REG(gpio_ptr));}
}//===========================================================================
//函数名称：gpio_set
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//       state：引脚初始状态（0=低电平，1=高电平）
//功能概要：设定引脚状态为低电平或高电平
//===========================================================================
void gpio_set(uint_16 port_pin, uint_8 state)
{//局部变量声明GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量//根据带入参数state，决定引脚为输出1还是0if (1==state) {BSET(bit,gpio_ptr->PDOR);//对应位置为1} else {BCLR(bit,gpio_ptr->PDOR);//对应位置为0}
}//===========================================================================
//函数名称：gpio_get
//函数返回：指定引脚的状态（1或0）
//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//功能概要：获取指定引脚的状态（1或0）
//===========================================================================
uint_8 gpio_get(uint_16 port_pin)
{//局部变量声明GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量//返回引脚的状态return ((BGET(bit,gpio_ptr->PDIR))>=1 ? 1:0);
}//===========================================================================
//函数名称：gpio_reverse
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//功能概要：反转指定引脚输出状态。
//===========================================================================
void gpio_reverse(uint_16 port_pin)
{//局部变量声明GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量//反转指定引脚输出状态BSET(bit,gpio_ptr->PTOR);
}//===========================================================================
//函数名称：gpio_pull
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//       pullselect：引脚上拉使能选择（ 0=上拉除能，1=上拉使能）
//功能概要：使指定引脚上拉高电平
//===========================================================================
void gpio_pull(uint_16 port_pin, uint_8 pullselect)
{//局部变量声明uint_8 port;                //端口号uint_8 pin;                 //引脚号gpio_port_pin_num(port_pin, &port, &pin);   //解析出端口号及引脚号//计算引脚在寄存器中的偏移量if (port < 4)               //端口号为PORTA~PORTD{//引脚所在的位数bit = 8 * port + pin;if (1==pullselect){BSET(bit,PORT_PUE0);}//端口上拉使能低位寄存器0上拉使能else {BCLR(bit,PORT_PUE0);}//上拉除能（不使能）}else if(3<port &&port< 8)  //端口号为PORTE~PORTH{//引脚所在的位数bit = 8 * (port - 4) + pin;if (1==pullselect){BSET(bit,PORT_PUE1);}//端口上拉使能低位寄存器1上拉使能else {BCLR(bit,PORT_PUE1);}}else                       //端口号为PORTI{//引脚所在的位数bit = 8 * (port - 8) + pin;if (1==pullselect){BSET(bit,PORT_PUE2);}//端口上拉使能低位寄存器2上拉使能else {BCLR(bit,PORT_PUE2);}}
}//----------------------以下为内部函数存放处----------------------------------------
//===========================================================================
//函数名称：gpio_port_pin_num
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//       port：解析出的端口号
//       pin:解析出的引脚号（0~8，实际取值由芯片的物理引脚决定）
//功能概要：将传进参数port_pin（例：PORTB|(5)）进行解析，得出具体端口号与引脚号，由port、pin传出。
//       例如，PORTB|(5)解析为*port=PORTB，*pin=5）。
//备        注：port,pin为传地址参数，目的是将结果带回，调用函数前，不需要赋值
//===========================================================================
static void gpio_port_pin_num(uint_16 port_pin,uint_8* port,uint_8* pin)
{*port = port_pin>>8;*pin = port_pin;
}
//===========================================================================
//函数名称：gpio_ptr_bit
//函数返回：无
//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）
//          gpio_ptr：解析出的基地址
//            bit:引脚在寄存器中的偏移量
//功能概要：将传进参数port_pin（例：PORTB|(5)）进行解析，解析基地址和引脚在寄存器中的偏移量，由gpio_ptr、bit传出。
//          例如：PORTB|(5)解析为基地址为GPIOA_BASE_PTR，偏移量为13
//备        注：port,pin为传地址参数，目的是将结果带回，调用函数前，不需要赋值
//===========================================================================
//解析基地址和引脚在寄存器中的偏移量
static void gpio_ptr_bit(uint_16 port_pin,GPIO_MemMapPtr* gpio_ptr,uint_32* bit)
{uint_8 port;                //端口号uint_8 pin;                 //引脚号gpio_port_pin_num(port_pin, &port, &pin);   //解析出端口号及引脚号//计算引脚在寄存器中的偏移量if (port < 4)               //端口号为PORTA~PORTD{//端口所在的寄存器基地址*gpio_ptr = GPIOA_BASE_PTR;//引脚所在的位数*bit = 8 * port + pin;} else if(3<port &&port< 8)   //端口号为PORTE~PORTH{//端口所在的寄存器基地址*gpio_ptr = GPIOB_BASE_PTR;//引脚所在的位数*bit = 8 * (port - 4) + pin;}else                       //端口号为PORTI{//端口所在的寄存器基地址*gpio_ptr = GPIOC_BASE_PTR;//引脚所在的位数*bit = 8 * (port - 8) + pin;}}
//----------------------------内部函数结束---------------------------------------

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