GD32E230開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)教程 課件 ch04GPIO與流水燈

GPIO與流水燈GD32E230開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)教程第四章01實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過學(xué)習(xí)LED電路原理圖、GD32E23x系列微控制器的系統(tǒng)架構(gòu)與存儲(chǔ)器映射，以及GPIO功能框圖、寄存器和固件庫函數(shù)，基于GD32E2杏仁派開發(fā)板設(shè)計(jì)一個(gè)流水燈程序，使得開發(fā)板上的兩個(gè)LED（LED和LED，）交替閃爍，每個(gè)LED的點(diǎn)亮?xí)r間和熄滅時(shí)間均為500ms。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容02實(shí)驗(yàn)原理GPIO與流水燈實(shí)驗(yàn)涉及的硬件包括2個(gè)位于GD32E2杏仁派開發(fā)板上的LED（LED1和LED2），以及分別與LED1和LED2，串聯(lián)的限流電阻R123和R124，LED1通過2kΩ電阻連接到GD32E230C8T6芯片的PA8引腳，LED2通過510Ω電阻連接到PB9引腳，如圖4-1所示。PA8為高電平時(shí)，LED1點(diǎn)亮，PA8為低電平時(shí)，LED1熄滅；同樣，PB9為高電平時(shí)，LED2點(diǎn)亮，PB9為低電平時(shí)，LED2熄滅。實(shí)驗(yàn)原理圖4-1LED硬件電路。實(shí)驗(yàn)原理GD32E23x系列微控制器的系統(tǒng)架構(gòu)如圖4-2所示。實(shí)驗(yàn)原理存儲(chǔ)器映射程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、寄存器和GPIO端口都在同一個(gè)線性的4GB地址空間之內(nèi)。這是Cortex-M23的最大地址范圍，因?yàn)樗牡刂房偩€寬度是32位。另外，為了降低不同客戶在相同應(yīng)用時(shí)的軟件復(fù)雜度，存儲(chǔ)映射是按Cortex-M23提供的規(guī)則預(yù)先定義的。同時(shí)，一部分地址空間由ARMCortexM23的系統(tǒng)外設(shè)所占用。實(shí)驗(yàn)原理GD32E230xx系列微控制器最多可提供39個(gè)GPIO，GPIO又被分為GPIOA、GPIOB、GPIOC和GPIOF共4組，GPIOA和GPIOB端口各有0~15（PA0~PA15，PB0~PB15）共32個(gè)不同的引腳，GPIOC端口有PC13~PC15共3個(gè)不同的引腳，GPIOF組端口有PF0~PF1和PF6~PF7共4個(gè)不同的引腳。對(duì)于不同型號(hào)的GD32E230xx系列微控制器，端口的組數(shù)和引腳數(shù)不相同，讀者可以參考相應(yīng)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)。GPIO功能框圖實(shí)驗(yàn)原理每個(gè)GPIO端口都可以通過32位控制寄存器（GPIOx_CTL）配置為GPIO輸入、GPIO輸出、備用功能或模擬模式。引腳AFIO（AlternateFunctionInputOutput，復(fù)用輸入/輸出）為輸入/輸出引腳，是通過使能AFIO功能來選擇的。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)端口配置為輸出（GPIO輸出或AFIO輸出）時(shí)，可以通過GPIO輸出模式寄存器（GPIOx_OMODE）配置為推挽或開漏模式。輸出端口的最大速度可以通過GPIO輸出速度寄存器（GPIOx_OSPD）來配置。每個(gè)端口可以通過GPIO上拉/下拉寄存器（GPIOx_PUD）配置為懸空（無上拉/下拉電阻）、上拉或下拉模式。實(shí)驗(yàn)原理GPIO部分寄存器每個(gè)GPIO端口有12個(gè)寄存器，本實(shí)驗(yàn)涉及的GPIO寄存器包括4個(gè)32位端口配置寄存器（GPIOx_CTL、GPIOxOMODE、GPIOx_OSPD和GPIOxPUD）、1個(gè)32位端口輸出控制寄存器（GPIOx_OCTL）、1個(gè)32位端口位操作寄存器（GPIOx_BOP）、1個(gè)32位端口位清除寄存器（GPIOx_BC）。實(shí)驗(yàn)原理GPIO部分固件庫函數(shù)本實(shí)驗(yàn)涉及的GPIO固件庫函數(shù)包括gpio_mode_set、gpio_output_options_set、gpiobitset、gpio_bitreset、gpiobit_write和gpiooutput_bitget，這些函數(shù)在gd32e230gpio.h文件中聲明，在gd32e230gpio.c文件中實(shí)現(xiàn)。本書所涉及的固件庫版本均為“2018-06-19，V1.0.0”。實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)涉及的RCU寄存器只有AHB使能寄存器（RCU_AHBEN），該寄存器的結(jié)構(gòu)、偏移地址和復(fù)位值如圖4-14所示。實(shí)驗(yàn)原理部分位的解釋說明如表4-21所示。實(shí)驗(yàn)原理RCU部分固件庫函數(shù)rcu_periph_clock_enable函數(shù)的功能是使能總線上相應(yīng)外設(shè)的時(shí)鐘，具體描述如表4-22所示。實(shí)驗(yàn)原理參數(shù)periph為待使能的RCU外設(shè)，可取值如表4-23所示。實(shí)驗(yàn)原理程序架構(gòu)本實(shí)驗(yàn)的程序架構(gòu)如圖4-15所示，該圖簡(jiǎn)要介紹了程序開始運(yùn)行后各個(gè)函數(shù)的執(zhí)行和調(diào)用流程，圖中僅列出了與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的一部分函數(shù)。實(shí)驗(yàn)原理03實(shí)驗(yàn)步驟與代碼解析步驟1：復(fù)制并編譯原始工程；步驟2：添加LED文件對(duì)；步驟3：完善LED.h文件；實(shí)驗(yàn)步驟與代碼解析步驟4：完善LED.c文件；步驟5：完善GPIO與流水燈實(shí)驗(yàn)應(yīng)用層；步驟6：編譯及下載驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)步驟與代碼解析04本章任務(wù)基于GD32E2杏仁派開發(fā)板，編寫程序?qū)崿F(xiàn)LED編碼計(jì)數(shù)功能。假設(shè)LED熄滅為0，點(diǎn)亮為1，編寫程序通過兩個(gè)LED實(shí)現(xiàn)編碼計(jì)數(shù)功能，初始狀態(tài)的LED1和LED2均熄滅（00），第二狀態(tài)的LED1熄滅、LED2點(diǎn)亮（01），第三狀態(tài)的LED1點(diǎn)亮、LED2熄滅（10），第四狀態(tài)為L(zhǎng)ED1點(diǎn)亮、LED2點(diǎn)亮（11），按照“初始狀態(tài)一第二狀態(tài)·第三狀態(tài)一第四狀態(tài)一初始狀態(tài)”循環(huán)執(zhí)行，兩個(gè)相鄰狀態(tài)之間的間隔為1s。本章任務(wù)任務(wù)提示：（1）可使用靜態(tài)變量作為狀態(tài)計(jì)數(shù)器，每