S5PV210体系结构与接口03：GPIO编程
目录
1. GPIO功能简介
1.1 什么是GPIO？
1.2 GPIO作用
1.3 GPIO的构成（data sheet层面）
2. S5PV210芯片GPIO控制器简介
2.1 总额及分类
2.2 原理框图
2.3 常用寄存器分类
3. 硬件外设开发流程（以LED为例）
3.1 分析外设工作原理
3.2 查看底板原理图，了解外设的连接方式
3.3 查看核心板原理图，了解外设使用的接口
3.4 根据主控芯片手册，控制相关接口
4. LED 驱动开发实例
4.1 流程
4.2 汇编语言实现
4.3 C语言实现
4.4 注意事项
1. GPIO功能简介
1.1 什么是GPIO？
GPIO，General-Purpose IO Ports，即通用IO接口。
1.2 GPIO作用
① 在嵌入式系统中有数量众多但结构却比较简单的外部设备，这些设备有的需要CPU为之提供控制手段。
② 许多这样的设备只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了，比如控制某个LED 灯。对这些设备使用串口、并口、USB等均不合适。
小结：GPIO用作控制端口就是实现简单设备的简单控制。
补充：GPIO 一般都是连接简单、低速设备
1.3 GPIO的构成（data sheet层面）
至少两个寄存器：控制寄存器、数据寄存器
数据寄存器的各位都直接引到芯片外部，而对这种寄存器中每一位的作用、信号的流通方向，则是通过控制寄存器进行设置（输入、输出、特殊功能）。
补充：很多SoC的GPIO除了上述标准寄存器，还提供上拉/下拉寄存器。当GPIO引脚处于第三态（既不是输出高电平也不是输出低电平，而是呈高阻态，即相当于没接芯片）时，他的电平状态由上拉/下拉电阻决定。
2. S5PV210芯片GPIO控制器简介
2.1 总额及分类
了解GPIO端口分组，以后可快速确定硬件所使用的端口。
2.2 原理框图
2.3 常用寄存器分类
说明：每组GPIO设有一组控制、数据寄存器
注意：此处控制外设的寄存器与CPU 中的寄存器（r0~r15, CPSR, SPSR）是完全不同的概念。
常用寄存器有以下三种：
① 控制寄存器（CON）
说明：MP0_4CON共控制8个外部管脚，每个管脚使用4位进行控制
②数据寄存器（DAT）
说明：MP04_4DAT 寄存器只使用了32位中的8位（数据寄存器使用的位数，与控制寄存器控制的管脚数匹配）
③上拉寄存器（PUD）
说明：每个管脚使用2位进行控制，默认状态不使用上拉/下拉电阻
3. 硬件外设开发流程（以LED为例）
3.1 分析外设工作原理
尤其是针对较为复杂的外设，他们往往使用了相关总线（如I2C、SPI）
3.2 查看底板原理图，了解外设的连接方式
可见将GPIO设置为低电平可点亮LED
3.3 查看核心板原理图，了解外设使用的接口
3.4 根据主控芯片手册，控制相关接口
可见LED使用的四个端口分别是：MP04_4 ~ MP04_7，那么针对MP04相关寄存器进行设置即可。
4. LED 驱动开发实例
4.1 流程
① 设置管脚MP04_4 ~ MP04_7 为输出模式（MP0_4CON）
② 使需要点亮的LED的对应管脚输出低电平
4.2 汇编语言实现
特别补充：外设控制中，汇编语言程序设计的三个规范（达内课程）
① 修改所需位时不影响其他位
② 使用宏定义标识外设寄存器地址
③ 为减少伪指令，对外设寄存器的地址宏定义采用基地址 + 偏移实现
示例：以MP04组GPIO为例
.equ MP04_BASE 0xe0200340
ldr r0, =MP04_BASE @仅需要这一条伪指令
@对MP04CON 赋值
str r1, [r0, #0]
@对MP04DAT 赋值
str r1, [r0, #4]注意：因为在这种使用方式中r0保存的是外设寄存器基地址，所以不能随意改变。
4.3 C语言实现
此处有2个要点：
① 如何定义寄存器
a. 基础版
完善：可以定义一个带参数宏简化上述操作
#define __REG(x) (*(volatile unsigned int *)(x))
#define MP04CON __REG(0xe0200340)
b. 进阶版
将GPIO分组定义为结构体
/*MP04*/
typedef struct
{
unsigned int MP0_4CON;
unsigned int MP0_4DAT;
unsigned int MP0_4PUD;
unsigned int MP0_4DRV;
unsigned int MP0_4CONPDN;
unsigned int MP0_4PUDPDN;
}mp0_4;
#define MP0_4 (*(volatile mp0_4 *)0xe0200340)
如此定义后，就可以在程序中做如下使用：
MP0_4.MP0_4CON = MP0_4.MP0_4CON & ~(0xffff << 16) | (0x1111 << 16);
② 灵活使用移位运算符，实现对寄存器的位控制
MP0_4.MP0_4CON = MP0_4.MP0_4CON & ~(0xffff << 16) | (0x1111 << 16);4.4 注意事项
注意裸机汇编代码最后的死循环
作用：防止程序跑飞~~