7 通用数字量输入输出GPIO

7.0 GPIO概念

GPIO（general purpose intput output）是通用输入输出端口的简称，可以通过软件来控制其输入和输出。

• F28335有88个GPIO口，对应着芯片的88个引脚
• 88个引脚多是复用的，既可作为输入引脚也可作为输出引脚，即可作为通用IO引脚，也可作为特殊功能口(外设)
• 可以通过GPIO MUX(输入输出多路选择器)寄存器进行相关配置。

7.1 GPIO工作原理

F28335的88个GPIO分为3组，分为A、B、C。

• A组包括GPIO0-GPIO31
• B组包括GPIO32-GPIO63
• C组包括GPIO64-GPIO87

每个引脚都复用了多个功能，GPIO MUX寄存器用来配置每个引脚的具体功能。

• 00 为通用IO引脚
• 01 10 11分别为外设1 2 3引脚

如果某个引脚选择了数字量IO模式

• 可以通过方向寄存器GPxDIR配置IO方向，既可作为输入引脚也可以作为输出引脚。
• 可以通过量化寄存器GPxQUAL对输入信号进行量化限制，从而消除数字量IO引脚的早上干扰。

有以下四种方式对GPIO引脚进行读写操作：

• 可以通过GPxDAT寄存器独立读写IO
• 可以通过GPxSET寄存器写1对IO进行置位
• 可以通过GPxCLEAR寄存器写1对IO进行清除
• 可以通过GPxTOGGLE寄存器写1翻转IO的输出电平
  

如7.1图所示，最左侧为GPIO0-27，上方有个PU，代表是否上拉。

• 控制寄存器为GPAPUD，0的时候上拉有效，反之无效。

两个三角形控制GPIO作为输入还是输出，上边输入，下边输出。

• GPIO输入后经过滤波电路。

GPIO输入

• 数据进入GPADAT寄存器，此时该寄存器为读寄存器，对其进行置位是无效的。
• GPADAT上方为PIE中断。

GPIO输出

• 下方三角为输出通道，输出值为GPADAT内的值。
• GPA-SET可以设置GPADAT的值

GPIO输入受到可编程滤波器的限制。用户可以通过配置GPAQSEL1、GPAQSEL2、GPBQSEL2寄存器选择GPIO引脚的输入限制类型。

7.2 GPIO寄存器以及编程

7.2.5 GPIO寄存器编程设置与应用

GPIO的数据寄存器一共有4类，分别是GPIODAT、GPIOSET、GPIOCLEAR、GPIOTOGGLE。
如果某个GPIO输出设置为输出状态，那么通过GPIODAT相应位写0或者1，此时GPIO就会输出相应的状态。
F28335的88个GPIO分为3组，分为A、B、C。

• A组GPIO可以通过软件配置为外部中断1、2以及NMI功能。
• B组GPIO可以通过软件配置为外部中断3、4、5、6、7功能。
• C组GPIO不可以配置为中断功能。

如果要将某GPIO配置为外部中断功能，下面是设置步骤。

7.3 GPIO跑马灯

7.3.1 LED 输出初始化

void LED_Init(void)
{
	EALLOW;//关闭写保护
	SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.GPIOINENCLK = 1;    // 开启GPIO时钟
 
	//LED1端口配置
	GpioCtrlRegs.GPCMUX1.bit.GPIO68=0;//设置为通用GPIO功能    0-通用输出 1-外设1输出 2-外设2输出 3-外设3输出
	GpioCtrlRegs.GPCDIR.bit.GPIO68=1;//设置GPIO方向为输出    1-输出 0-输入
	GpioCtrlRegs.GPCPUD.bit.GPIO68=0;//使能GPIO上拉电阻    0-使能上拉 1-禁止上拉
 
	GpioDataRegs.GPCSET.bit.GPIO68=1;//设置GPIO输出高电平
    //GpioDataRegs.GPCCLEAR.bit.GPIO68 = 1; //设置GPIO输出为低电平
 
	EDIS;//开启写保护
}

7.3.2 跑马灯输出实验

使用DSP的引脚GPIO0-GPIO5，共阴极连接，当高电平时，LED被点亮；当为低电平时，LED熄灭。
初始化代码：

void LED_GPIO_Config(void)
{
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO0=0;//普通IO模式
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO0=0;//使能内部上拉
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO0=1;//配置成输出

    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO1=0;//普通IO模式
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO1=0;//使能内部上拉
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO1=1;//配置成输出

    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO2=0;//普通IO模式
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO2=0;//使能内部上拉
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO2=1;//配置成输出

    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO3=0;//普通IO模式
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO3=0;//使能内部上拉
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO3=1;//配置成输出

    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO4=0;//普通IO模式
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO4=0;//使能内部上拉
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO4=1;//配置成输出

    GpioDataRegs. GPASET.bit.GPIO0=1; //输出高电平
    GpioDataRegs. GPASET.bit.GPIO1=1; //输出高电平
    GpioDataRegs. GPASET.bit.GPIO2=1;
    GpioDataRegs. GPASET.bit.GPIO3=1;
    GpioDataRegs. GPASET.bit.GPIO4=1;
    EDIS;
}

7.3.3 按键输入实验

DSP GPIO作为输入时，硬件自带滤波功能，通过设置指定寄存器达到3次或6次采样滤波

#define KEY_L1_SetL			(GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.GPIO48=1)
#define KEY_L2_SetL			(GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.GPIO49=1)
#define KEY_L3_SetL			(GpioDataRegs.GPBCLEAR.bit.GPIO50=1)
 
#define KEY_L1_SetH			(GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO48=1)
#define KEY_L2_SetH			(GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO49=1)
#define KEY_L3_SetH			(GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO50=1)
 
#define KEY_H1			(GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO12)
#define KEY_H2			(GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO13)
#define KEY_H3			(GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO14)
 
#define KEY1_PRESS		1
#define KEY2_PRESS		2
#define KEY3_PRESS		3
#define KEY4_PRESS		4
#define KEY5_PRESS		5
#define KEY6_PRESS		6
#define KEY7_PRESS		7
#define KEY8_PRESS		8
#define KEY9_PRESS		9
#define KEY_UNPRESS		0
 
void KEY_Init(void)
{
	EALLOW;
	SysCtrlRegs.PCLKCR3.bit.GPIOINENCLK = 1;// 开启GPIO时钟
 
	//KEY端口配置
    /*GPIO输入端*/
	GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO12=0;
	GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO12=0;    // GPIO设置为输入
	GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO12=0;
 
	GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO13=0;
	GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO13=0;    // GPIO设置为输入
	GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO13=0;
 
	GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO14=0;
	GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO14=0;    // GPIO设置为输入
	GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO14=0;
 
    /*GPIO输出端*/
	GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO48=0;
	GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO48=1;    // GPIO设置为输出
	GpioCtrlRegs.GPBPUD.bit.GPIO48=0;
 
	GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO49=0;
	GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO49=1;    // GPIO设置为输出
	GpioCtrlRegs.GPBPUD.bit.GPIO49=0;
 
	GpioCtrlRegs.GPBMUX2.bit.GPIO50=0;
	GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO50=1;    // GPIO设置为输出
	GpioCtrlRegs.GPBPUD.bit.GPIO50=0;
 
	GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO48=1;
	GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO49=1;
	GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO50=1;
 
	EDIS;
}
 
char KEY_Scan(char mode)    //mode=0 单次扫描    mode=1 循环扫描
{
 
	static char keyl1=1;
	static char keyl2=1;
	static char keyl3=1;
 
	//第1列扫描
	KEY_L1_SetL;
	KEY_L2_SetH;
	KEY_L3_SetH;
	if(keyl1==1&&(KEY_H1==0||KEY_H2==0||KEY_H3==0))
	{
		DELAY_US(10000);    //消抖
		keyl1=0;
		if(KEY_H1==0)
		{
			return KEY1_PRESS;
		}
		else if(KEY_H2==0)
		{
			return KEY4_PRESS;
		}
		else if(KEY_H3==0)
		{
			return KEY7_PRESS;
		}
	}
	else if(KEY_H1==1&&KEY_H2==1&&KEY_H3==1)
	{
		keyl1=1;
	}
	if(mode)
		keyl1=1;
 
 
	//第2列扫描
	KEY_L2_SetL;
	KEY_L1_SetH;
	KEY_L3_SetH;
	if(keyl2==1&&(KEY_H1==0||KEY_H2==0||KEY_H3==0))
	{
		DELAY_US(10000);//消抖
		keyl2=0;
		if(KEY_H1==0)
		{
			return KEY2_PRESS;
		}
		else if(KEY_H2==0)
		{
			return KEY5_PRESS;
		}
		else if(KEY_H3==0)
		{
			return KEY8_PRESS;
		}
	}
	else if(KEY_H1==1&&KEY_H2==1&&KEY_H3==1)
	{
		keyl2=1;
	}
	if(mode)
		keyl2=1;
 
 
	//第3列扫描
	KEY_L3_SetL;
	KEY_L1_SetH;
	KEY_L2_SetH;
	if(keyl3==1&&(KEY_H1==0||KEY_H2==0||KEY_H3==0))
	{
		DELAY_US(10000);//消抖
		keyl3=0;
		if(KEY_H1==0)
		{
			return KEY3_PRESS;
		}
		else if(KEY_H2==0)
		{
			return KEY6_PRESS;
		}
		else if(KEY_H3==0)
		{
			return KEY9_PRESS;
		}
	}
	else if(KEY_H1==1&&KEY_H2==1&&KEY_H3==1)
	{
		keyl3=1;
	}
	if(mode)
		keyl3=1;
 
	return KEY_UNPRESS;
}
 
void main()
{
	int i=0;
	char key=0;
 
	InitSysCtrl();
 
	LED_Init();
	KEY_Init();
 
	while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		switch(key)
		{
			case KEY1_PRESS: LED2_TOGGLE;break;
			case KEY2_PRESS: LED3_TOGGLE;break;
			case KEY3_PRESS: LED4_TOGGLE;break;
			case KEY4_PRESS: LED5_TOGGLE;break;
			case KEY5_PRESS: LED6_TOGGLE;break;
			case KEY6_PRESS: LED7_TOGGLE;break;
		}
 
		i++;
		if(i%2000==0)
		{
			LED1_TOGGLE;
		}
		DELAY_US(100);
	}
}