第6章 通用输入输出多路复用器(GPIO)
gpio用法描述
gpio用法描述
GPIO是通用输入/输出（General Purpose Input/Output）的缩写，它是一种常见的数字接口类型，被广泛应用于各种电子设备中。
GPIO接口可以作为输入或输出引脚使用，可以接收来自外部设备的电信号并将其转换为数字信号，或者将数字信号发送到外部设备。
在具体使用中，GPIO接口具有多种配置模式，例如输入模式、输出模式等。
在输入模式下，GPIO接口可以接收外部设备产生的电信号并将其转换为数字信号传递给处理器；在输出模式下，GPIO接口可以将处理器输出的数字信号转换为电信号，并向外部设备发送。
此外，GPIO接口还可以根据应用需求选择不同的工作模式，例如中断输入模式、定时器输入捕获模式、PWM输出模式、模拟输入模式等。
这些不同的工作模式使得GPIO接口可以更好地满足不同的应用需求。
在工程实践中，GPIO引脚也经常使用一些特殊的电气特性，例如上拉电阻、下拉电阻、推挽输出、开漏输出等。
这些特性可以为系统提供更多的灵活性和稳定性。
例如，使用上拉电阻可以防止输入引脚的漂移，而使用推挽输出则可以提供比开漏输出更强的驱动能力。
总的来说，GPIO是一种非常重要的数字接口，用于连接各种外部设备。
它们具有可编程性、灵活性和可靠性，并且在工业自动化、智能家居、汽车电子、医疗设备等领域中广泛应用。
在使用GPIO 时，需要根据具体的应用场景和需求进行配置和使用。
gpio 手册祥细解
gpio手册祥细解
GPIO（General-Purpose Input/Output）是通用输入/输出接口的缩写，它是微控制器芯片上常见的接口之一。
GPIO接口可以用于控制外部设备、读取外部设备的状态或者实现与其他设备的通信。
在微控制器中，GPIO接口通常由多个寄存器组成，每个寄存器控制一个特定的GPIO引脚。
每个GPIO引脚都可以被配置为输入或输出模式，并且可以设置不同的工作模式和触发方式。
GPIO接口的主要寄存器包括：
1.端口配置寄存器（GPIOx_CRL/CRH）：用于配置GPIO 引脚的工作模式和触发方式。
2.端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR）：用于读取GPIO 引脚的输入状态。
3.端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）：用于设置GPIO 引脚的输出状态。
4.端口位清除寄存器（GPIOx_BRR）：用于清除指定的GPIO位。
5.端口位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）：用于设置或清除指定的GPIO位。
6.端口配置锁定寄存器（GPIOx_LCKR）：用于锁定GPIO 引脚的配置寄存器，防止意外修改。
在使用GPIO接口时，首先需要配置GPIO引脚的工作模式和触发方式，然后可以通过读取或设置端口输入/输出数据寄存器来控制外部设备或读取外部设备的状态。
同时，也可以使用位清除、位设置/清除等操作来控制特定的GPIO位。
需要注意的是，不同的微控制器可能具有不同的GPIO接口和寄存器配置，因此在使用时需要参考具体的微控制器手册或数据手册进行操作。
GPIO模式详解
GPIO模式详解GPIO是General Purpose Input/Output的缩写，中文意思为通用输入输出引脚。
它是一种通用的硬件接口，可以用于连接外部设备和微控制器或单片机。
GPIO在许多嵌入式系统中都被广泛使用，例如树莓派等。
GPIO功能的实现方式有几种，其中最常见的是通过设置寄存器来控制GPIO的模式和状态。
下面将详细介绍GPIO的几种常见模式。
1. 输入模式（Input Mode）：GPIO引脚在输入模式下接收外部信号，可以监测外部信号的状态。
输入模式通常用于外部设备的传感器信号读取。
在输入模式下，可以设置GPIO引脚为上拉输入（Pull-up Input）或下拉输入（Pull-down Input），以防止输入信号漂移。
2. 输出模式（Output Mode）：GPIO引脚在输出模式下可以向外部设备发送信号。
输出模式通常用于控制外部设备的电平或状态。
在输出模式下，可以设置GPIO引脚为开漏输出（Open Drain Output）或推挽输出（Push-pull Output），用于适应不同的外部设备。
3. 仿真模式（Analog Mode）：GPIO引脚在仿真模式下可以实现模拟信号输入和输出。
在一些特定的应用中，需要使用GPIO引脚来进行模拟信号的输入和输出，例如连接模拟传感器或驱动模拟设备。
4. 复用模式（Alternate Function Mode）：GPIO引脚在复用模式下可以实现多种不同的功能，通常用于连接外部设备的特定功能接口。
例如，一些GPIO引脚可以被设置为串行通信接口（如SPI、I2C、UART等）的引脚，以便与外部设备进行通信。
根据不同的芯片和硬件平台，GPIO的模式实现方式有所不同。
有些芯片需要通过设置特定的寄存器来配置GPIO的模式和状态，其他一些芯片则通过使用特定的库函数或驱动程序来操作GPIO。
此外，GPIO的模式还包括一些其他的特性，例如中断功能、输入输出速度控制、上下拉电阻的选择等。
GPIO输入输出各种模式详解
GPIO输入输出各种模式详解GPIO（General Purpose Input/Output）是通用输入输出口，用于连接外部设备和单片机。
在单片机中，GPIO可以配置为输入或输出模式，同时还有三种特殊的模式：推挽模式、开漏模式和准双向端口模式。
下面将从原理、使用场景和配置方法三个方面详细介绍这三种模式。
推挽模式（Push-Pull Mode）是GPIO输出的常见模式，也是默认的输出模式。
当GPIO输出引脚处于高电平状态时，推挽模式会提供高电平输出（通常为Vcc电源电平），而当GPIO输出引脚处于低电平状态时，推挽模式会提供低电平输出（通常接地）。
推挽模式的优势在于输出电流大，能够提供较强的驱动能力，适用于直接驱动大功率负载的场景。
例如，通过GPIO控制LED灯等外设时，推挽模式可以稳定提供给LED所需的驱动电流，保证LED的正常工作。
开漏模式（Open-Drain Mode）是GPIO输出的另一种模式。
当GPIO输出引脚处于高电平状态时，开漏模式会将输出引脚拉到高阻态，而当GPIO输出引脚处于低电平状态时，开漏模式会将输出引脚拉到地。
开漏模式需要通过一个外接上拉电阻将输出引脚连接到Vcc电源电平上。
开漏模式的优势在于输出可以与其他器件共享同一个总线，通过总线上的上拉电阻或其他器件的驱动电源提供高电平。
开漏模式适用于多个GPIO输出的引脚需要共享一个总线的场景，例如，使用I2C总线协议时，多个GPIO引脚可以共享SDA（数据线）和SCL（时钟线）。
准双向端口（Quasi-Bidirectional Port）是GPIO输入输出的特殊模式，常见于外设总线接口中。
准双向端口可以既作为输入又作为输出，且在不同的时间片段进行输入输出操作。
准双向端口的原理是通过一个三态门和一个外接上拉电阻实现的。
当GPIO处于输出模式时，三态门使得GPIO输出到外设；而当GPIO处于输入模式时，三态门处于高阻态，外设可以将信号输入到GPIO中。
GPIO用法及应用流程
GPIO用法及应用流程GPIO（General Purpose Input/Output）是一种通用输入/输出接口，用于连接嵌入式系统的外部设备和传感器。
它可以通过编程来控制和读取外部设备的状态，并在嵌入式系统中实现各种应用功能。
下面将详细介绍GPIO的用法及应用流程。
一、GPIO的用法：1.引脚模式设置：GPIO的引脚可以设置为输入模式（用于读取外部设备的状态）或输出模式（用于控制外部设备的状态）。
2.引脚方向设置：输入模式的引脚可以设置为上拉电阻或下拉电阻，以防止悬浮状态产生误判；输出模式的引脚可以设置为高电平或低电平。
3.引脚状态读取与控制：可以通过读取引脚的电平状态来获取外部设备的状态信息；也可以通过控制引脚的电平状态来控制外部设备的行为。
4.中断与事件：可以在引脚电平变化时产生中断或触发事件，以便及时响应引脚的状态变化。
5.管理多个引脚：可以同时管理多个GPIO引脚，实现更复杂的应用功能。
二、GPIO的应用流程：1.引脚初始化：在使用GPIO之前，需要将相关引脚初始化为输入或输出模式，并设置正确的引脚方向、上拉/下拉电阻等属性。
2.读取引脚状态：通过读取引脚的电平状态来获取外部设备的状态信息。
可以使用轮询方式或中断方式进行读取。
3.控制引脚状态：通过控制引脚的电平状态来控制外部设备的行为。
可以将引脚设置为高电平或低电平，或者使用PWM（脉冲宽度调制）方式进行精确控制。
4.处理引脚中断/事件：当引脚发生电平变化时，可以通过中断或事件的方式及时响应引脚的状态变化，进而执行相应的处理任务。
5.循环读取/控制：通常情况下，GPIO的读取和控制操作需要在一个循环中进行，以不断更新外部设备的状态或响应外部变化。
三、GPIO的应用示例：1.LED控制：将GPIO引脚设置为输出模式，通过控制引脚的电平状态来控制LED的亮灭。
2.按钮读取：将GPIO引脚设置为输入模式，读取按钮的电平状态来判断按钮是否被按下。
GPIO的名词解释
GPIO的名词解释概述GPIO是英文General-Purpose Input/Output的缩写，意为通用输入/输出引脚。
它是一种数字通信协议，用于在各种电子设备中传输和接收数字信号。
在嵌入式系统和单片机领域中，GPIO被广泛应用于控制和交互外部设备。
本文将对GPIO进行详细解释，并探讨其在不同领域的应用情况。
GPIO的特点和工作原理GPIO通常由一组引脚组成，每个引脚可以作为输入或输出。
作为输入时，GPIO可以接收外部设备发送的信号；作为输出时，GPIO可以向外部设备发送信号。
GPIO的工作原理是通过改变引脚的电压状态来实现输入和输出的功能。
对于输入功能，GPIO引脚可以以数字信号的形式接收外部设备发送的不同电平（高电平或低电平）信号。
通过读取GPIO引脚的电压状态，系统可以判断外部设备的状态，并根据需要作出相应的响应。
对于输出功能，GPIO引脚可以以数字信号的形式向外部设备发送电平信号。
通过改变GPIO引脚的电压状态，系统可以控制外部设备的行为，如打开或关闭开关，控制电机的转动速度等。
GPIO的应用领域GPIO在许多领域中都有广泛应用，下面将介绍几个主要的应用领域。
1. 嵌入式系统中的GPIO应用在嵌入式系统中，GPIO常用于控制和交互各种外设，如传感器、显示屏、按键等。
通过与传感器连接，GPIO可以接收传感器的信号并进行相应的处理。
通过与显示屏连接，GPIO可以控制显示屏的背光、亮度和显示内容。
通过与按键连接，GPIO可以读取用户的输入并作出相应的反应。
2. 单片机中的GPIO应用在单片机中，GPIO被广泛应用于各种控制场景。
例如，通过与电机连接，GPIO可以控制电机的转动方向和速度；通过与LED灯连接，GPIO可以控制LED灯的亮灭状态；通过与蜂鸣器连接，GPIO可以控制蜂鸣器的声音和节奏等。
3. 物联网中的GPIO应用在物联网领域中，GPIO也发挥着重要作用。
通过与传感器和执行器连接，GPIO可以实现物体的感知和控制。
GPIO模式详解
GPIO模式详解GPIO（General-Purpose Input/Output）即通用输入输出口，是一种通用的数字输入输出接口。
在嵌入式系统中，GPIO被广泛应用于控制外围设备和传感器，如LED灯、按钮、蜂鸣器等。
GPIO具有灵活性强、适用范围广的特点，可以通过软件对其进行编程配置，从而实现各种功能。
GPIO的模式主要分为输入模式和输出模式两种。
1.输入模式：在输入模式下，GPIO被配置为接收外部信号的输入。
GPIO的输入信号可以是高电平（1）或低电平（0），也可以是无效信号（high impedance）。
在输入模式下，GPIO可以检测外部信号的变化，并将其转换为数字信号供处理器使用。
输入模式常见的应用场景：-按钮输入：将按钮连接到GPIO引脚，通过检测按钮的按下和释放事件来触发相应操作。
-传感器输入：将各种传感器连接到GPIO引脚，通过读取传感器的输出信号来获取环境信息。
-外部设备状态检测：连接到外部设备的引脚，通过读取外部设备的状态信号来判断设备是否工作正常。
2.输出模式：在输出模式下，GPIO被配置为向外部设备输出信号。
GPIO的输出信号可以是高电平（1）或低电平（0），也可以是高阻抗状态（高阻抗状态即断开与外部设备的连接）。
输出模式下，GPIO通过改变电平来控制外部设备的状态。
输出模式常见的应用场景：-LED控制：将LED连接到GPIO引脚，通过控制GPIO的电平来打开或关闭LED。
-舵机控制：将舵机连接到GPIO引脚，通过控制GPIO的电平来控制舵机的转动方向和角度。
-蜂鸣器控制：将蜂鸣器连接到GPIO引脚，通过控制GPIO的电平来触发蜂鸣器的鸣叫。
GPIO的模式配置需要通过软件编程实现，不同的平台和操作系统有不同的配置方法。
1.引脚选择：选择要配置的GPIO引脚，通常通过引脚编号或名称进行选择。
2.模式选择：选择要配置的模式，即输入模式还是输出模式。
3.状态设置：根据选择的模式，设置相应的状态，如输入模式下的上拉/下拉，输出模式下的高电平/低电平。
GPIO(输入输出端口)
GPIOGPIO，通用I/O端口。
在嵌入式系统中，经常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。
对设备的控制，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。
一个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。
扩展资料GPIO的优点(端口扩展器)•低功耗：GPIO具有更低的功率损耗(大约1µA，µC的工作电流则为100µA)。
•集成I²C从机接口：GPIO内置I²C从机接口，即使在待机模式下也能够全速工作。
•小封装：GPIO器件提供最小的封装尺寸—3mm x 3mm QFN!•低成本：您不用为没有使用的功能买单！•快速上市：不需要编写额外的代码、文档，不需要任何维护工作！•灵活的灯光控制：内置多路高分辨率的PWM输出。
•可预先确定响应时间：缩短或确定外部事件与中断之间的响应时间。
•更好的灯光效果：匹配的电流输出确保均匀的显示亮度。
•布线简单：仅需使用2条I²C总线或3条SPI总线。
S3C2410共有117个I/O端口，共分为A~H共8组：GPA、GPB、...、GPH。
S3C2440共有130个I/O端口，分为A~J共9组：GPA、GPB、...、GPJ。
可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出还是其他特殊功能。
比如：可以设置GPH6作为输入、输出、或者用于串口。
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习题与思考题
1. F2812 DSP的通用I/O接口有哪些引脚？有哪些功能？ 如何使用？ 2. 如果要设置GPIOA0~GPIOA6为通用I/O功能，同 时该引脚为输出功能且输出为低电平，要实现其置 位输出端口状态、清除输出端口状态以及取反触发 输出端口状态，如何用C语言R——清除寄存器，是只写寄存器，任何读操作都返回0。如果 相应的引脚配置成数字量输出，写1后相应的引脚将被拉低，写 0时没有影响。 √如果GPxCLEAR.bit=0，没有影响； √ 如果GPxCLEAR.bit=1，且引脚设置为输出，将相应的引脚置成低电平。
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GPxDAT——数据寄存器，如果I／O配置为输入，反映当前经过量化后 I ／ O 输入信号的状态。如果 I ／ O 配置为输出，向寄存器写值设定 I ／ O的输出。 √如果GPxDAT.bit=0，且设置为输出功能，将相应的引脚拉低； √如果GPxDAT.bit= 1，且设置为输出功能，将相应的引脚拉高。 GPxSET——设置寄存器，是只写寄存器，任何读操作都返回0。如果相 应的引脚配置成数字量输出 ，写 1 后相应的引脚将被拉高，写 0 时没 有影响。 √如果GPxSET.bit=0，没有影响； √如果GPxSET.bit=1，且引脚设置为输出，将相应的引脚置成高电平。
GPxTOGGLE——反转触发寄存器，是只写寄存器，任何读操作都返回0。
如果相应的引脚配置成数字量输出，写1后相应的引脚信 号将被取反。写0时没有影响。
√如果GPxTOGGLE.bit=0，没有影响；
√如果GPxTOGGLE.bit=1，且引脚设置为输出，将相应的引脚取反。
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6.4 GPIO的寄存器位与I/O引脚对应关系
安徽工程大学电气工程学院
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6.3 GPIO的寄存器
GPIO口通过功能控制、方向、数据、设置、清除和反转触发寄存器来控制
▲ GPxMUX——功能选择寄存器，配置I/O工作在外设操作模式或数字量I/O模
式。在复位使所有GPIO配置成I/O功能。
√如果GPxMUX.bit=0，配置为I/O功能； √如果GPxMUX.bit=1，配置为外设功能。
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6.2 GPIO寄存器概述
F2812提供多个通用目的数字量I/O引脚
▲ 绝大部分是多功能复用引脚，通过GPIO MUX寄存器来选 择配置具体的功能。
▲ 可以独立操作也可以作为外设I/O信号(通过GPxMUX寄存器
配置)使用。 ▲ 如果引脚工作在数字量I/O模式，通过方向控制寄存器(GPxDIR) 控制数字量I/O的方向，并可以通过量化寄存器(GPxQUAL)量化输 入信号，消除外部噪声信号 表6-1 给出了通用I/O复用控制寄存器 表 6-2给出了通用I/O数据控制寄存器
第6章 通用输入/输出多路复用器GPIO
6.1 GPIO概述 6.2 GPIO寄存器概述 6.3 GPIO的寄存器 6.4 GPIO的寄存器位与I/O引脚对应关系
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数字 I/O 是微处理器系统和外界联系的一种典型
接口。TMS320F2812 DSP提供了多达有56个通用双
向的数字 I/O （ GPIO ）引脚，其中大多数都是基本 功能和通用 I/O复用引脚。这些引脚既可以作为片内 外设的输入/输出引脚（片内外设I/O口），也可以作 为通用的数字I/O口（GPIO）。
本章主要介绍由这些引脚所组成的通用输入 / 输
出多路复用器GPIO的工作原理及相关的寄存器。
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6.1 GPIO概述
F2812的通用输入/输出多路复用器GPIO就是 这些引脚的管理机构，在将这些引脚用作数字通用 I/O口时，它将56个引脚分成6组进行管理，其中 GPIOA和GPIOB各管理16个，GPIOD管理4个， GPIOE管理3个，GPIOF管理15个，GPIOG管理2 个。
F2812 DSP芯片GPIO每一组内的各个寄存器，
如功能选择控制、方向、输入量化、数据、置位、
清除和取反等，其位图和I/O引脚的对应关系都是
一 样 的 。 本 节 以 功 能 选 择 控 制 寄 存 器 GPxMUX
（ x=A ， B， D， E ， F， G ）为例讲述具体的寄存 器位与I/O引脚的对应关系，如书中表6-4~表6~9所 示。各个表中状态栏内类型R表示可读，W表示可 写，0表示该位复位后的默认值。
I／O的输入功能和外设的输入通道总是被使能的，输出通道是GPIO和外设公用 的。因此，引脚如果配置成为I／O功能，就必须屏蔽相应的外设功能，否则，将会 产生随机的中断信号。
▲ GPxDIR——方向控制寄存器，用来配置I／O的方向(输入/输出)。复位时，所
有GPIO为输入。
√如果GPxDIR.bit= 0，引脚配置为数字量输入； √如果GPxDIR.bit= 1，引脚配置成数字量输出。