实验二 IO 口实验

IO口实验实验目的•掌握S3C2410X芯片的I/O控制寄存器的配置；•通过实验掌握ARM芯片使用I/O口控制LED显示；•了解ARM芯片中复用I/O口的使用方法。实验设备•􀁺硬件：EmbestEduKit-III实验平台，EmbestARM标准/增强型仿真器套件，•PC机。•􀁺软件：EmbestIDEforARM集成开发环境，Windows98/2000/NT/XP。实验内容•编写程序，控制实验平台的发光二极管LED1,LED2,LED3,LED4，使它们有规律的点亮和熄灭，具体顺序如下：LED1亮-LED2亮-LED3亮-LED4亮-LED1灭-LED2灭-LED3灭-LED4灭-全亮-全灭，如此反复。•GPIO（GeneralPurposeI/O，通用输入/输出接口）也称为并行I/O（parallelI/O），是最基本的I/O形式，由一组输入引脚、输出引脚或输入/输出引脚组成，CPU对它们能够进行存取操作。有些GPIO引脚能够通过软件编程改变输入/输出方向。•一个双向GPIO端口（D0）的简化功能逻辑图如图所示，图中PORT为数据寄存器和DDR（DataDirectionRegister）为数据方向寄存器。实验原理图双向GPIO功能逻辑图•DDR设置端口的方向。如果DDR的输出为1，则GPIO端口为输出形式；如果DDR的输出为零，则GPIO端口为输入形式。写入WR—DDR信号能够改变DDR的输出状态。DDR在微控制器地址空间中是一个映射单元。这种情况下，如果需要改变DDR，则需要将恰当的值置于数据总线的第0位（即D0），同时激活WR—DDR信号。读DDR，就能得到DDR的状态，同时激活RD—DDR信号。•如果设置PORT引脚端为输出，则PORT寄存器控制着该引脚端状态。如果将PORT引脚端设置为输入，则此输入引脚端的状态由引脚端上的逻辑电路层来实现对它的控制。对PORT寄存器的写操作，需要激活WR—PORT信号。PORT寄存器也映射到微控制器的地址空间。需指出，即使当端口设置为输入时，如果对PORT寄存器进行写操作，并不会对该引脚产生影响。但从PORT寄存器的读出，不管端口是什么方向，总会影响该引脚端的状态。•S3C2410A共有117个多功能复用输入／输出端口（I/O口），分为端口A～端口H共8组。为了满足不同系统设计的需要，每个I/O口可以很容易地通过软件对进行配置。每个引脚的功能必须在启动主程序之前进行定义。如果一个引脚没有使用复用功能，那么它可以配置为I/O口。注意：端口A除了作为功能口外，只能够作为输出口使用。•在S3C2410A中，大多数的引脚端都是复用的，所以对于每一个引脚端都需要定义其功能。为了使用I/O口，首先需要定义引脚的功能。每个引脚端的功能通过端口控制寄存器（PnCON）来定义（配置）。与配置I/O口相关的寄存器包括：端口控制寄存器（GPACON～GPHCON）、端口数据寄存器（GPADAT～GPHDAT）、端口上拉寄存器（GPBUP～GPHUP）、杂项控制寄存器以及外部中断控制寄存器（EXTINTN）等。S3C2410A的I/O口配置情况请参考第3章所列。•S3C2410X芯片上共有71个多功能的输入输出管脚，他们分为7组I/O端口。•􀁺一个23位的输出端口（端口A）；•􀁺两个11位的输入/输出端口（端口B、H）；•􀁺四个16位的输入/输出端口（端口C、D、E、G）；•􀁺一个8位的输入/输出端口（端口F）；•可以很容易的设置每组端口来满足不同系统配置和设计的需要。在运行程序之前必须对每个用到的管脚功能进行设置，如果某些管脚的复用功能没有使用，可以先将该管脚设置为I/O口。1.S3C2410XI/O口控制寄存器•端口控制寄存器（GPACON-GPHCON）•在S3C2410X中，大多数的管脚都复用，所以必须对每个管脚进行配置。端口控制寄存器（PnCON）定义了每个管脚的功能。•如果GPF0-GPF7和GPG0-GPG7在掉电模式使用了弱上拉信号，这些端口必须在中断模式配置。•端口数据寄存器（GPADAT-GPHDAT）如果端口被配置成了输出端口，可以向PnDAT的相应位写数据。如果端口被配置成了输入端口，可以从PnDAT的相应位读出数据。•端口上拉寄存器（GPBUP-GPHUP）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，如果是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（INPUT,OUTPUT,DATAn,EINTn等）下，上拉电阻都要起作用。•多状态控制寄存器这个寄存器控制数据端口的上拉电阻，高阻态，USBpad和CLKOUT选项。•外部中断控制寄存器（EXTINTN）24个外部中断有各种各样的中断请求信号，EXTINTN寄存器可以配置信号的类型为低电平触发，高电平触发，下降沿触发，上升沿触发，两沿触发中断请求。8个外部中断引脚有数字滤波器（参考数据手册中的EINTFLTn）。只有16个外部中断(EINT[15:0])用于唤醒cpu。•掉电模式和I/O端口在掉电模式下仍然保持所有的GPIO的所有状态值，可以参考相应章节的内容。EINTMASK在掉电模式下也不能阻止唤醒cpu。但是如果EINTMASK屏蔽了EINT[15:4]的某一位，仍然可以唤醒cpu，但是SRCPND的EINT4_7位和EINT8_23位不能在cpu唤醒后马上被置位。I/O端口控制寄存器端口A控制寄存器（GPACON/GPADAT）端口B控制寄存器（GPBCON,GPBDAT,GPBUP）•端口B被配置位输入端口后，可以从引脚上读出相应的外部源输入的数据。如果端口被配置位输出端口，向该位写入的数据可以被发送到相应的引脚上。如果该引脚被配置位功能引脚，读出的数据不确定。•置位GPBUP[10:0]中的某位，允许端口B的相应位的上拉功能，反之禁止上拉功能。端口C控制寄存器（GPCCON,GPCDAT,GPCUP）2.电路设计LED1-4分别与GFP7-4相连，通过GFP7-4引脚的高低电平来控制发光二极管的亮与灭。当这几个管脚输出高电平的时候发光二极管熄灭，反之，发光二极管点亮。实验操作步骤•1.准备实验环境1）编写代码；2）使用EduKit-III目标板附带的串口线连接目标板上UART0和PC机串口COMx2.串口接收设置•在PC机上运行windows自带的超级终端串口通信程序（波特率115200、1位停止位、无校验位、无硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序。3.打开实验例程•1)运行EmbestIDE开发环境，进入实验例程目录EduKit2410\4.2_led_test子目录下的•led_test.pjf例程，编译链接工程；•2)点击IDE的Debug菜单，选择RemoteConnect项或F8键，远程连接目标板；•3)点击IDE的Debug菜单，选择Download下载调试代码到目标系统的RAM中；•4)在工程管理窗口中双击led_test.c就会打开该文件，分别在约第34行•（for(i=0;i100000;i++);）和58行（for(i=0;i100000;i++);）设置断点后，•点击Debug菜单Go或F5键运行程序；•5)程序停到第一个断点处，观察四个灯是否都被点亮（注意观察渐变过程），按stepout(shift+F11),跳出这个子函数，继续执行；•6)程序运行到led_off()，按stepinto(F11),停到第二个断点处，观察四个灯是否都熄灭（注意观察渐变过程）。按stepout(shift+F11),继续执行；•7)去掉断点，重新下载，执行程序；3.观察实验结果•观察发光二极管的亮灭情况，可以观察到的现象与前面实验内容中的相符，说明实验成功的实现了对I/0的操作。实验练习题•自己编写程序使数码管以不同的显示方式显示