【嵌入式Linux+ARM】GPIO操作

1.GPIO介绍

        GPIO(general purpose i/o ports)意思为通用输入/输出端口，通俗的说就是一些引脚。

        我们可以通过它们输出高低电平 或 读入引脚的状态。

        s3c2440中有130个I/O端口，分为A~J共9组，GPA、GPB、..... GPJ

2.GPIO寄存器

       既然要操作GPIO，必须对相应的寄存器进行操作，2440中gpio寄存器有：

GPxCON——选择引脚功能(输入、输出、保留等)

GPxDAT——用来读写引脚

GPcUP ——某一位是1时，相应的引脚无内部上拉电阻；为0时，有内部上拉电阻

3.原理图

                                            LED：

                                            按键：

4.实验代码：

>>使用汇编语言实现点灯：

led_on.S

.text
.global _start
_start:
    LDR R0, =0x56000050    //GPFCON寄存器地址
    MOV R1, #0x00001500    //见技术手册相应的配置,一般01为输出引脚
    STR R1, [R0]           //设置为输出

    LDR R0, =0x56000054    //GPFDAT寄存器
    MOV R1, #0x00000000
    STR R1, [R0]           //往GPFDAT寄存器写值
MAIN_LOOP:
    B MAIN_LOOP            //循环等待

Makefile:

led_on.bin:led_on.S
    arm-linux-gcc -g -c led_on.S -o led_on.o
    arm-linux-ld -Ttext 0x00000000 -g led_on.o -o led_on_elf    //-Ttext表示设置连接地址
    arm-linux-objcopy -O binary -S led_on_elf led_on.bin        //把elf文件转换为.bin文件
clean:
    rm -rf *.bin *.o *elf

>>使用C语言实现点灯

使用c语言来写，需要一个启动文件，可以用来关闭看门口，设置堆栈等。

crt0.S

.text
.global _begin
_begin:
    LDR R0, =0x53000000    //看门狗寄存器地址
    MOV R1, #0x00000000    //写0禁止看门狗
    STR R1, [R0]

    LDR SP, =1024*4        //设置堆栈，注意不能大于4K，因为现在可用的SRAM空间只有4K
    BL main                //调用main函数，最后注意，汇编语言大小写无所谓的
_LOOP:
    B _LOOP

led_on_c.c

#define GPFCON *(volatile unsigned long *)0x56000050
#define GPFDAT *(volatile unsigned long *)0x56000054

int main()
{
    GPFCON=0x00001500;//简单的配置为输出
    GPFDAT=0x00000000;//简单的输出0，通过上面的原理图可知，相应的led会亮

    return 0;
}

Makefile

led_on_c.bin : crt0.S  led_on_c.c
    arm-linux-gcc -g -c -o crt0.o crt0.S
    arm-linux-gcc -g -c -o led_on_c.o led_on_c.c
    arm-linux-ld -Ttext 0x0000000 -g  crt0.o led_on_c.o -o led_on_c_elf
    arm-linux-objcopy -O binary -S led_on_c_elf led_on_c.bin
    arm-linux-objdump -D -m arm  led_on_c_elf > led_on_c.dis   //把elf文件转换为反汇编文件
clean:
    rm -f led_on_c.dis led_on_c.bin led_on_c_elf *.o

>>使用按键+c语言实现点灯

看上面的原理图，原理就是把按键的引脚配置为输入引脚，以读取引脚的状态；

但按键被按下时，引脚读到的是低电平；当按键松开时，读取到高电平；

crt0.S同上；

key_led.c

/*
GPF4 GPF5 GPF6 --led

GPF0 GPF2 GPG3 --key
*/

#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)

#define GPGCON (*(volatile unsigned long *)0x56000060)
#define GPGDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000064)

#define GPF4_out (1<<(4*2))
#define GPF5_out (1<<(5*2))
#define GPF6_out (1<<(6*2))

#define GPF4_msk (3<<(4*2))
#define GPF5_msk (3<<(5*2))
#define GPF6_msk (3<<(6*2))

#define GPF0_in (0<<(0*2))
#define GPF2_in (0<<(2*2))
#define GPG3_in (0<<(3*2))

#define GPF0_msk (3<<(0*2))
#define GPF2_msk (3<<(2*2))
#define GPG3_msk (3<<(3*2))

int main()
{
    unsigned long dwDat;
    //1 output pin
    GPFCON &= ~(GPF4_msk | GPF5_msk | GPF6_msk);
    GPFCON |=  (GPF4_out | GPF5_out | GPF6_out);

    //input pin
    GPFCON &= ~(GPF0_msk | GPF2_msk);
    GPFCON |=  (GPF0_in | GPF2_in);
    GPGCON &= ~GPG3_msk;
    GPGCON |=  GPG3_in;

    while(1)
    {
        dwDat = GPFDAT;
        if(dwDat & (1<<0))
            GPFDAT |= (1<<4);
        else
            GPFDAT &= ~(1<<4);//light

        if(dwDat & (1<<2))
            GPFDAT |= (1<<5);
        else
            GPFDAT &= ~(1<<5);

        dwDat = GPGDAT;
        if(dwDat & (1<<3))
            GPFDAT |= (1<<6);
        else
            GPFDAT &= ~(1<<6);
    }

    return 0;
}

Makefile相应的修改即可;

上面的程序编译都会得到bin文件，我们把它烧录进nand flash中即可，烧录可以使用工具，也可以通过固化在nor flash中的Uboot来烧录，方法很多，烧录后，上电，2440CPU会自动把nand flash前4k的内容，拷贝到2440片内4k的SRAM中运行，这块内存俗称stepping stone区。

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