一、GIPIO介紹

General Purpose Input Output （通用輸入/輸出）簡稱為GPIO，或總線擴展器，人們利用工業標準I2C、SMBus或SPI接口簡化了I/O口的擴展。當微控制器或芯片組沒有足夠的I/O端口，或當系統需要采用遠端串行通信或控制時，GPIO產品能夠提供額外的控制和監視功能。

1.GPIO的優點

• 低功耗：GPIO具有更低的功率損耗(大約1μA，μC的工作電流則為100μA)。

• 集成IIC從機接口：GPIO內置IIC從機接口，即使在待機模式下也能夠全速工作。

• 小封裝：GPIO器件提供最小的封裝尺寸 ― 3mm x 3mm QFN!

• 低成本：您不用為沒有使用的功能買單。

• 快速上市：不需要編寫額外的代碼、文檔，不需要任何維護工作。

• 可預先確定響應時間：縮短或確定外部事件與中斷之間的響應時間。

2.GPIO的寄存器

• GPxCON 寄存器
  用于配置引腳功能。 PORT A 與 PORT B~PORT H/J 在功能選擇上有所不同，GPACON 中每一位對應一根引腳，共 23 個引腳。當某位被設為 0 時候，相應引腳為 輸出引腳。此時我們可以在GPADAT 中相應的寫入 1或者 0 來讓此引腳輸出高電平或者低電平；當某位被設為1時，相應引腳為地址線或用于地址控制，此時GPADATA無用。
  一般而言 GPACON 通常被設為 1 ，以便訪問外部器件。
  PORT B~PORT H/J在寄存器操作方面完全相同，GPxCON 中每兩位控制一根引腳，

• 00 輸入

• 01 輸出

• 10 特殊功能

• 11 保留不用

• GPxDAT 寄存器
  GPxDAT用于讀寫引腳，當引腳被設為輸入時候，讀此寄存器可知道相應引腳的電平狀態高還是低，當引腳被設為輸出時候，寫此寄存器的位，可令引腳輸出高電平還是低電平。

• GPxUP寄存器
  GPxUP寄存器某位為1時，相應管腳沒有內部上拉電阻；為 0 時候 相應管腳有內部上拉電阻。
  上拉電阻作用在于，當GPIO 引腳處于第三種狀態時候，既不是輸出高電平，也不是輸出低電平。而是呈現高阻態，相當于沒有接芯片。它的電平狀態由上下拉電阻決定。

二、控制LED實例

1.查看硬件原理圖

2.查看數據手冊

• 在三星公司提供的DataSheet手冊中找到介紹GPIO的章節

3.確定關鍵定義

• GPJ0CON寄存器
  寄存器地址：0xE0200240
  要控制的位數：[15:12]
  要設置的二進制數據：0b0001

• GPJ0PUD寄存器
  寄存器地址：0xE0200248
  要控制的位數：[7:6]
  要設置的二進制數據：0b00

• GPJ0DAT寄存器
  寄存器地址：0xE0200244
  要控制的位數：[3]
  要設置的二進制數據：0b1

3.確定關鍵定義

GPJ0CON寄存器

寄存器地址：0xE0200240

要控制的位數：[15:12]

要設置的二進制數據：0b0001

GPJ0PUD寄存器

寄存器地址：0xE0200248

要控制的位數：[7:6]

要設置的二進制數據：0b00

GPJ0DAT寄存器

寄存器地址：0xE0200244

要控制的位數：[3]

要設置的二進制數據：0b1

4.編寫程序

start:

    @;配置GPJ0CON寄存器 Address=0xE0200240 [15:12]=0b0001

    ldr r0,=0xE0200240

    ldr r1,=0x1000

    str r1,[r0]

    @;配置GPJ0PUD寄存器 Address=0xE0200248 [7:6]=0b00

    ldr r0,=0xE0200248

    ldr r1,=0x0

    str r1,[r0]

    @;配置GPJ0DAT寄存器 Address=0xE0200244 [3]=1

    ldr r0,=0xE0200244

    ldr r1,=0x4

    str r1,[r0]

5.實例測試

生成目標文件

arm-linux-gcc -c led.S

生成可執行文件

arm-linux-gcc -Ttext 0x34000000 -nostartfiles -nostdlib led.o -o led

生成獨立執行的二進制

arm-linux-objcopy -O binary led led.bin

使用tftp命令下載

tftp 0x34000000 led.bin

使用go命令執行

go 0x34000000

6.簡單的流水燈實現

.global _start

_start:

    ldr r0, =0x11111111

    ldr r1, =0xE0200240

    str r0, [r1]

    ldr r0, =0x11111111

    ldr r1, =0xE02000A0

    str r0, [r1]

flash:    

    ldr r0, =(1<<1)

    ldr r1, =0xE02000A4

    str r0, [r1]

    ldr r0, =~(1<<3)

    ldr r1, =0xE0200244

    str r0, [r1]

    bl delay

    ldr r0, =~(1<<4)

    ldr r1, =0xE0200244

    str r0, [r1]    

    bl delay

    ldr r0, =~(1<<5)

    ldr r1, =0xE0200244

    str r0, [r1]

    bl delay

    ldr r0, =~(1<<1)

    ldr r1, =0xE02000A4

    str r0, [r1]

    bl delay

    b flash

delay:

    ldr r2, =100000000

    ldr r3, =0x0

delay_loop:

    sub r2, r2, #1

    cmp r2, r3

    bne delay_loop

    mov pc, lr