[嵌入式]S5PV210微处理器GPIO编程

第四章 S5PV210微处理器GPIO编程

4.1  S5PV210硬件资源

   S5PV210是一款32位精简指令集计算机（RISC），具有低成本、低功耗、高性能的微处理器解决方案，适用于手机及一般应用。它集成了ARM Cortex-A8的内核，并实现了ARM构架的V7-A的配套外设。

   S5PV210采用64位的内部总线架构，包括许多强大的硬件加速器，用来完成像运动视频处理、显示控制和缩放等任务。集成多格式编解码器（MFC）。S5PV210拥有一个外部存储器，能够承受高端通信服务所需要的大记忆频宽。为了降低系统总成本和提高整体功能，S5PV210包括许多硬件外设。

硬件框图

 

封装与管脚

·电源管脚分配

·地线管脚分配

·UART涉及管脚

·SPI端口管脚

·PWM/I2C管脚

·I2S/PCM/SPDIF/AC97

·摄像头处理器管脚

·LCD管脚

·EINT/KEYPAD管脚

·Modem/CAMIF等管脚

·内存端口管脚

·JTAG管脚

·Clock管脚

·ADC/DAC/HDMI等管脚

·USB OTG/USB HOST管脚

·E-fuse管脚

·……

4.2  S5PV210的GPIO

GPIO概述

  GPIO的英文全称General-Purpose Input /Output Ports，即通用I/O端口。嵌入式系统需要控制许多结构简单的外部设备或者电路，这些设备有的需要通过CPU控制，有的需要CPU提供输入信号。许多设备或电路只要求有开/关两种状态就够了，比如LED的亮与灭。对这些设备的控制，使用传统的串口或者并口就显得比较复杂，所以，在嵌入式微处理器上通常提供了一种“通用可编程I/O端口”，也就是GPIO。

   每个GPIO端口至少需要两个寄存器，一个做控制用的“通用IO端口控制寄存器”，还有一个是存放数据的“通用I/O端口数据寄存器”。数据寄存器的每一位是和GPIO的硬件引脚对应的，而数据的传递方向是通过控制寄存器设置的，通过控制寄存器可以设置每一位引脚的数据流向。

GPIO管脚

   S5PV210芯片包含237根多功能的GPIO管脚和142根内存接口引脚，共分为35组通用GPIO端口和2组内存端口，其中：

GPA0：8线输入/输出 端口 ，或2×UART 带流控制端口；

GPA1：5线输入/输出端口，或2×UART 不带流控或1×UART带流控端口；

GPB：8线输入/输出端口，或2×SPI端口；

GPC0：5线输入/输出端口，或I2S、PCM、AC97端口；

GPC1：5线输入/输出端口，或I2S、SPDIF、LCD_FRM端口；

GPD0：4线输入/输出端口，或PWM端口；

GPD1：6线输入/输出端口，或3×I2C、PWM、IEM端口；

GPE0，1：13线输入/输出端口，或Camera I/F端口；

GPF0，1，2，3：30线输入/输出端口，或LCD I/F端口；

GPG0，1，2，3：28线输入/输出端口，或4×MMC 通道端口；

GPH0，1，2，3：32线输入/输出端口，或键盘及最大32位睡眠可唤醒接口；

GPI：低功率I2S、PCM，或AUDIO_SS PDN寄存器控制PDN 掉电配置端口；

GPJ0，1，2，3，4：35线输入/输出端口，或Modem IF、CAMIF、CFCON、KEYPAD、SROM ADDR[22:16] 端口；

MP0_1，2，3：20线输入/输出端口，或EBI（SROM、NF、OneNAND）控制信号口；

MP0_4，5，6，7：32线输入/输出内存端口，或EBI端口；

MP1_0-8：71线DRAM1 端口；

MP2_0-8：71 线DRAM2 端口；

ETC0， ETC1， ETC2， ETC4：28线输入/输出ETC 端口，或JTAG端口等。

GPIO功能框图

 

4.3 S5PV210的GPIO寄存器

端口控制寄存器GPnCON

 

端口数据寄存器GPnDAT

  如果端口被配置为输出端口，可以向GPnCON的相应位写数据。如果端口被配置成输入端口，可以从GPnDAT的相应位读出数据。

  例如：GPA0DAT数据寄存器定义（其他端口数据寄存器定义类似）。

 

端口上拉寄存器GPnUP

   端口上拉寄存器控制了每个端口组的上拉电阻的允许/禁止。如果某一位为0，相应的上拉电阻被允许；如果某一位为1，相应的上拉电阻被禁止。如果端口的上拉电阻被允许，无论在哪种状态下（输入、输出、DATAn、EINTn等），上拉电阻都起作用

例如：GPA0UP上拉寄存器定义：

 

4.4 GPIO编程实例

电路连接

该实例电路通过GPD0_0管脚连接蜂鸣器，并通过GPH2_0/1/2/3管脚连接4只独立按键，通过GPJ2_0/1/2/3管脚连接LED等。对S5PV210的GPIO口进行编程，用查询方式获取按键状态，当按键按下时，对应的LED灯闪亮，蜂鸣器鸣响一声。当按键松开，对应的LED灯熄灭。

 

寄存器设置

为了达到读取按键及控制蜂鸣器的目的，需要通过配置GPD0CON寄存器将GPD0_0管脚配置为输出方式，LED灯控制引脚寄存器GPJ2CON配置为GPJ2_0/1/2/3引脚为输出功能，将按键输入引脚寄存器GPH2CON使GPH2_0/1/2/3引脚为输入功能。

蜂鸣器控制程序buzzer.c

#define GPD0CON(*(volatile unsigned long *)0xE02000A0)
#define GPD0DAT(*(volatile unsigned long *)0xE02000A4)
 
// 初始化buzzer
void buzzer_init(void)
{
GPD0CON |= 1<<0;
}
void buzzer_on(void)
{
GPD0DAT |= 1<<0;
}
void buzzer_off(void)
{
GPD0DAT &= ~(1<<0);
}

主程序 main.c

// LED
#define GPJ2CON              (*(volatile unsigned long *) 0xE0200280)
#define GPJ2DAT(*(volatile unsigned long *) 0xE0200284)
// KEY
#define GPH2CON              (*(volatile unsigned long *) 0xE0200C40)
#define GPH2DAT(*(volatile unsigned long *) 0xE0200C44)
//灯输出与按键输入
#define GPJ2_0_OUTPUT (1<<(0*4))
#define GPJ2_1_OUTPUT (1<<(1*4))
#define GPJ2_2_OUTPUT (1<<(2*4))
#define GPJ2_3_OUTPUT (1<<(3*4))
#define GPH2_0_INTPUT ~(0xf<<(0*4))
#define GPH2_1_INTPUT ~(0xf<<(1*4))
#define GPH2_2_INTPUT ~(0xf<<(2*4))
#define GPH2_3_INTPUT ~(0xf<<(3*4))
void main()
{     unsigned long dat;
      // LED:设置寄存器GPJ2CON0使GPJ2_0/1/2/3引脚为输出功能
     GPJ2CON = GPJ2_0_OUTPUT|GPJ2_1_OUTPUT|GPJ2_2_OUTPUT|GPJ2_3_OUTPUT;
      // KEY：设置寄存器GPH2CON0使GPH2_0/1/2/3引脚为输入功能
      GPH2CON =GPH2_0_INTPUT&GPH2_1_INTPUT&GPH2_2_INTPUT&GPH2_3_INTPUT;  
     buzzer_init();
      while(1){
// 读取KEY相关的引脚值，用于判断KEY是否被按下
dat = GPH2DAT;
// 判断KEY1:GPH2_0
if(dat & (1<<0))// KEY1被按下，则LED1亮，否则LED1灭
{GPJ2DAT |= 1<<0;// OFF
buzzer_off();
}
else
{GPJ2DAT &= ~(1<<0);// ON
buzzer_on();
delay(0x10000);
}
// 判断KEY2:GPH2_1
if(dat & (1<<1))// KEY2被按下，则LED2亮，否则LED2灭
{GPJ2DAT |= 1<<1;    buzzer_off();}
   else
{GPJ2DAT &= ~(1<<1);  buzzer_on();  delay(0x10000);    }
// 判断KEY3:GPH2_2
if(dat & (1<<2))// KEY3被按下，则LED3亮，否则LED3灭
{……}
else
{……}
// 判断KEY4:GPH2_3
if(dat & (1<<3))// KEY4被按下，则LED4亮，否则LED4灭
{……}
else
{……}
}  //End of while(1)
}  //End of main()