EFM32-笔记-IO操作

EFM32的IO叫做GPIO（GeneralPurposeInput/Output，通用输入输出接口），其他的功能先不研究，最起码的IO功能应该可以实现吧。

EFM32的GPIO每16个一组，这些组分别叫做A、B、C……，每一组分别叫做0、1、2……15，因此他们的IO口可以叫做PB0、PE3、PD11……。
对IO各个传感器进行设置或读取的时候，这些寄存器包括MODEL、MODEH、DIN、DOUT、DOUTSET、DOUTCLR、DOUTTGL等等，使用这样的方式:GPIO->P[4].DOUT=0x000C;
其中，P[4]代表PE。0为A，1为B，2为C，3为D，4为E……,DOUT表示对其DOUT寄存器进行设置或读取。有的寄存器需要32位的数据来表示或设置，有的需要的就比较少。比如MODEL就需要一个32位的数据，而DOUT只需要16位就够了。

每一个IO口的功能用一个四位来描述（0xF），具体含义见表。那么16个IO口，需要使用16×4=64位来表示，而EFM32是一个32位的处理器，因此处理器里面使用两个寄存器来处理这16个IO功能描述：GPIO_Px_MODEL和GPIO_Px_MODEH。GPIO_Px_MODEL来描述前8个IO口，GPIO_Px_MODEH来描述后8个IO口。因此在处理IO口模式的时候，要判断此IO口是前8个还是后8个，然后将描述数值写入对应的那个地方。
比如要写入PE2和PE3两个IO口为推挽式输出，对应描述数值为0x4。因为2和3对属于前8个IO口，因而应该用GPIO_Px_MODEL来写入，因此应该在GPIO->P[4].MODEL里面写入两个0x4，具体为0x4<<(2 * 4) + 0x4<< (3 * 4)。

对GPIO引脚的输出进行设置，可以使用三种方式：
1.直接写入GPIO_Px_DOUT寄存器，比如使得PE2和PE3输出为1，则为：GPIO->P[4].DOUT=0x000C;
 

 GPIO->P[4].DOUT共有16位，因此需要使用一个0xFFFF来表示
2.向GPIO_Px_DOUTSET的对应位上写1，就可以将该位设置为高电平。
3.向GPIO_Px_DOUTCLR的对应位上写1，就可以将该位设置为低电平。
4.向GPIO_Px_DOUTTGL的对应位上写1，就可以将该位的电平反转。
对GPIO_Px_DOUT进行读取，就可以获取各个位的电平信息，因此可以使用GPIO->P[4].DOUT^=0x000C;来反转PE2和PE3两个IO的电平，不过还是建议用方法4来反转电平，因为速度更快；而对GPIO_Px_DOUTSET、GPIO_Px_DOUTCLR、GPIO_Px_DOUTTGL读取，始终读到的都是0。

GPIO_Px_DIN寄存器。无论该IO口被设置为输入还是输出，读取DIN寄存器，都可以得到该IO口当前的电平状态。系统之使用DIN寄存器的前16位，因为每一个Px只有16个IO口。

GPIO_Px_MODEL, GPIO_Px_MODEH, GPIO_Px_CTRL,GPIO_Px_PINLOCKN,GPIO_EXTIPSELL,GPIO_EXTIPSELH,GPIO_INSENSE  andGPIO_ROUTE这些寄存器都可以锁定，只需要向GPIO_LOCK寄存器写入不等于0xA534的数。如果向GPIO_LOCK写入0xA534，将会解锁。
对于每一组的每一个IO口的这些这些寄存器，都可以单独的锁定，只需要将GPIO_Px_PINLOCKN（16位配置有效）相应的位写0即可。在系统启动的时候，这些位都被置1，也就是每一组的GPIO_Px_PINLOCKN均为0xffff。

另外对GPIO操作之前，要首先使能它的时钟。GPIO使用的HFPERCLK，它本身在reset的时候默认为使能状态的（也可以在后期关闭，以进一步节省能耗）。还要在HFPERCLKEN0的相关位进行设置，使得GPIO能够使用HFPERCLK，也就是他的第13位，具体为0x2000的位置。然后就可以对GPIO进行各方面的操作。在操作完成之后，如果确定不再使用GPIO的功能可以清空该位，如果在某些特殊的应用里面，确定不使用例如AD、DA、timer、uart等常见功能的话，可以进一步关闭HFPERCLK（HFPERCLKDIV寄存器的第8位清零），以节省更多的电量。
对这些CMU寄存器进行操作的时候，使用语句形如：CMU->HFPERCLKEN0 =0x2000;


[疑问]在对GPIO控制之前，需要首先设定相应的时钟，即前面要加入CMU_ClockEnable(cmuClock_HFPER,true);CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO,true);这两行。实际上只添加第二行即可。这让我感到迷茫。对于IO操作的时候，难道IO口还要加入时钟的支持（虽然数据手册上说：高频外设时钟有HFCLK分频得到，用来驱动高频外设，如GPIO、ADC等）。难道GPIO电平的设置以及反转都需要该时钟的支持？
经过试验查看确实是这样的，在没有加入CMU_ClockEnable(cmuClock_GPIO,true);这句话时，对IO口所有的操作都没有发生作用，即使主程序已经执行了对IO口的操作，IO口的那些寄存器（MODEL等）都没有发生改变，甚至是PINLOCKN都处在0的状态（锁定）。这说明外部高频时钟没有起作用的时候，IO根本就没有进行初始化。
然后我试验了这样的操作，也就是先对IO口进行操作，然后在打开外部高频时钟，发现时钟被打开后，IO口进行了初始化（PINLOCKN已经变成了0xffff），但是原来对IO口进行的所有的操作语句都没有起作用。这说明所有对GPIO进行的操作都必须在外部高频时钟下进行。