通用IO接口

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,通用,IO,接口,-1,本节要点,GPIO,基础知识,K60 GPIO,模块概要及编程要点,第一,个,GPIO,程序,3.,1,GPIO基础知识,1,）,I/O,接口的概念,I/O,接口，即输入输出接口，是微控制器同外界进行交互的重要通道。,在嵌入式系统中，接口千变万化，种类繁多，有显而易见的人机交互接口，如操纵杆、键盘、显示器；也有无人介入的接口，如网络接口、机器设备接口,等,。,CPU,I/O,接口,外设,2,）,I/O,接口要解决的问题,:,速度匹配,(Buffer),信号电平和驱动能力,(,电平转换器、驱动器,),信号形式匹配,(A/D,、,D/A),信息格式,(,字节流、块、数据包、帧,),时序配合,(,定时关系,),3.1 GPIO,的基本知识,I/O,信息的三种类型：,数据、命令、状态,。传送这三类信息的通道分别称为：数据端口、控制端口、状态端口。,CPU,I/O,设备,译码,数据端口,状态端口,控制端口,DB,AB,CB,3.1,GPIO的基本知识,通用,I/O,，也记为,GPIO,（,General Purpose I/O,），即基本的输入,/,输出，有时也称并行,I/O,，或普通,I/O,，它是,I/O,的最基本形式,。,3),通用,I/O,通用,I/O,接口一般应具备：,放置工作方式控制字的寄存器,放置输入或输出控制字的寄存器,放置要交换数据的寄存器,放置反映工作状态的寄存器,3.1 GPIO,的基本知识,4).,常用,I/O,输入电路,输入引脚有三种不同的连接方式：,带上拉电阻的连接,带下拉电阻的连接,“,悬空,”,连接。,若,MCU,的某个引脚通过一个电阻接到电源（,Vcc,）上，这个电阻被称为,“,上拉电阻,”,。,若,MCU,的某个引脚通过一个电阻接到地（,GND,）上，则相应的电阻被称为,“,下拉电阻,”,。,悬空的芯片引脚被上拉电阻或下拉电阻初始化为高电平或低电平。,MCU,内部程序向该引脚输出高电平或低电平来驱动器件工作，即开关量输出。,O1,引脚是发光二极管,LED,的驱动引脚，当,O1,引脚输出高电平时，,LED,不亮；当,O1,引脚输出低电平时，,LED,点亮。,O2,引脚接蜂鸣器驱动电路，当,O2,脚输出高电平时，蜂鸣器响；,O2,脚输出低电平时，蜂鸣器不响。,5,）,I/O,输出电路,3.2 K60 GPIO,模块概要及编程要点,1,）,K60 GPIO,模块概要,可作为,GPIO,功能的引脚数目及引脚名称：,（,1,）,A,口有,26,个引脚，,PTA0PTA19,、,PTA24PTA29,；,（,2,）,B,口有,20,个引脚，,PTB0PTB11,、,PTB16PTB23,；,（,3,）,C,口有,20,个引脚，,PTC0PTC19,；,（,4,）,D,口有,16,个引脚，,PTD0PTD15,；,（,5,）,E,口有,18,个引脚，,PTE0PTE12,、,PTE24PTE28,。,如何,对,上述,IO,引脚进行操作？,Not all pins within each port are implemented on each device.,The following is the implement On device MK60DN512VMD10.,（,1,）,PORTA29:24, PORTA19:0, 26Pins,（,2,）,PORTB23:16, POPTB11:0,20Pins,（,3,）,POTRC19:0,20Pins,（,4,）,PORTD15:0,16Pins,（,5,）,PORTE28:24,PORTE12:0,18Pins,GPIO,Registers,（,1,） Pin Control Register n (PORTx_PCRn),引脚控制寄存器 n,K60,的,I/O,口与其他功能模块均能引脚复用。配置相关模块的输入输出通道时，要先对,I/O,口的引脚复用寄存器进行配置。配置,GPIO,功能，只需配置第,810,位（,MUX,）。,Pin Control Register n (PORTx_PCRn),引脚控制寄存器 n,引脚复用功能选择,0,：不支持拉电阻,1,： 支持拉电阻,0,：支持下拉电阻,1,：支持上拉电阻,(,2,),GPIO,寄存器的概要说明：,(,3,),系统时钟门控寄存器 5,K60,中每一个模块都需要在,SIM,模块中开启或者关闭模块的时钟。通过设置,SIM_SCGC5,寄存器就可以为,I/O,模块的,PORTA,、,PORTB,、,PORTC,、,PORTD,、,PORTE,提供时钟，该寄存器在复位时被清零，从而使得相应模块的时钟被关闭。,打开A口，则SIM_SCGC5,|,=（19）；打开A、B口，则为 SIM_SCGC5,|,= ( (19) | (110) ),(2) 系统时钟门控寄存器 5,GPIO,模块的基本编程步骤,：,3,）通过设置,GPIOx_PDDR,来配置相应引脚传输方向：“,1,”为输出， “,0,”为输入。,1,）通过设置,“,SIM_SCGC5”,寄存器来打开相应端口时钟。,2,）通过设置引脚控制寄存器来配置相应引脚复用功能。,以,PA10,输出为例,GPIO,模块的基本编程步骤,：,4,）若是输入引脚，则通过,GPIOx_PDIR,获得引脚的状态,: “0”,表示为低电平；,: “1”,表示为高电平。,5,）若是输出引脚，则通过,GPIOx_PDOR,输出低电平或高电平，对应值为,0,或,1,。亦可通过,“,输出置位寄存器,”,、,“,输出清位寄存器,”,、,“,输出取反寄存器,”,改变引脚状态。,（,1,）置位。要将,R,的第,3,位置,1,，其他位不变，可以这样做：,R |= (13),，其中“,13,”的结果是“,0b00001000,”，,R |= (13),也就是,R=R|0b00001000,，任何数和,0,相或不变，任何数和,1,相或为,1,，这样达到对,R,的第,3,位置,1,，但不影响其他位的目的。,（,2,）清位。要将,R,的第,2,位清,0,，其他位不变，可以这样做：,R &= -(12),，其中“,-(12),”的结果是“,0b11111011,”，,R&=-(14) & 1,，是获得,R,第,4,位的状态，“,R4,”是将,R,右移,4,位，将,R,的第,4,位移至第,0,位，即最后,1,位，再和,1,相与，也就是和,0b00000001,相与，保留,R,最后,1,位的值，以此得到第,4,位的状态值。,3.2.2,GPIO,模块概要和编程要点,3,置位与清位的宏函数,p48,第一个工程,:,控制发光二极管指示灯闪烁,要求，根据前面课上讲解的知识，设计程序，实现,E4,灯闪烁。,#include derivative.h,“,void delay(void);,/*/,int,main(,void,),SIM_SCGC5 = SIM_SCGC5_PORTA_MASK;,/,打开,A,口时钟,值为,0x200u,PORTA_PCR10 |= (18);,/,将,A,口,10,号 引脚配置为,GPIO,口功能,GPIOA_PDDR= 110;,/,引脚配置为输出功能,while(1),GPIOA_PTOR|=110;,/,输出取反寄存器；灯闪烁,delay();,/,延时,return 0;,void delay(),/,延时程序, unsigned int i, n, m ;,for(i=0;i30000;i+),for(n=0;n100;n+) m=m;,第二个嵌入式,C,语言工程,:,对按键进行查询方式工作，启动,/,停止发光二极管闪烁,两个按键分别接,PTA19,，,PTE26,，当键按下，对应引脚输入低电平。输入、设置内部上拉电阻。,先画流程图，考虑好逻辑关系再编程。,综合练习：,实验仪器上有两个按键、四个,LED,灯，请自己设计一个控制流程，希望把按键和,LED,都用上。,例如：荧光棒，多种亮灯模式，通过按键切换模式。,关于上机实验,上机地点：金智楼,4,楼,5# 6#,机房,上机时间：,10.15 35,节,上机要求：完成本课件上的第,1,和第,2,个项目,项目,1,）学习,CW,软件的使用，程序可直接拷贝，通过正确操作，完成程序的录入、编译和运行；,项目,2,）仿照项目,1,）的程序，编制一个,GPIO,输入口的程序；,项目,3,）综合使用实验仪上的按键和,LED,，编写一个程序。（第二次上机完成）,