一、GPIO模块结构
开始来啃手册了,打开我们的imx6ull手册。本章我们编写的是GPIO的,打开手册的第28章,这一章就有关于IMX6ULL 的 GPIO 模块结构。
mx6ull一共有5 组 GPIO(GPIO1~GPIO5)
GPIO1 有 32 个引脚:GPIO1_IO0~GPIO1_IO31;
GPIO2 有 22 个引脚:GPIO2_IO0~GPIO2_IO21;
GPIO3 有 29 个引脚:GPIO3_IO0~GPIO3_IO28;
GPIO4 有 29 个引脚:GPIO4_IO0~GPIO4_IO28;
GPIO5 有 12 个引脚:GPIO5_IO0~GPIO5_IO11;
往下拉就能看到GPIO配置的寄存器功能框架图。
二、寄存器配置分析
根据上文的模块框图,我们知道GPIO 的控制涉及 4 大模块:CCM、IOMUXC、GPIO 模块本身。
1、CCM
参考资料:芯片手册《Chapter 32: IOMUX Controller (IOMUXC)》
功能:CCM 用于设置是否向 GPIO 模块提供时钟
①GPIOx 要用 CCM_CCGRy 寄存器中的 2 位来决定该组 GPIO 是否使能。哪组
GPIO 用哪个 CCM_CCGR 寄存器来设置。前面框图就有显示,使能对应GPIO组需要配置的寄存器位。
00:该 GPIO 模块全程被关闭
01:该 GPIO 模块在 CPU run mode 情况下是使能的;在 WAIT 或 STOP模式下,关闭
10:保留
11:该 GPIO 模块全程使能
例如:GPIO1、GPIO5 时钟控制:
2、IOMUXC
参考资料:芯片手册《Chapter 32: IOMUX Controller (IOMUXC)》。
功能:引脚的模式(Mode、功能)
框图:可以看到IOMUXC分为两个部分。对于某个/某组引脚,IOMUXC中有2个寄存器用来设置它:SW_MUX和SW_PAD
(1)SW_MUX( 选择功能**)。**
对于选择寄存器,里面可以选择直接配置一个端口,也可以直接对一组引脚进行配置,这样子,对于我们有时候需要配置多个引脚,就可以直接配置一整组io。
(1)IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_PADNAME> :Mux pad xxx,选择某个 pad 的功能。
(2)IOMUXC_SW_MUX_CTL_GRP_GROUP NAME>:Mux grp xxx,选择某组引脚的功能。
某个引脚,或是某组预设的引脚,都有8个可选的模式(alternate (ALT)MUX_MODE)。
比如:
(2)SW_PAD( 设置上下拉电阻等参数**)**
对于设置上下拉电阻等参数寄存器,也是可以选择直接配置一个端口,或者直接对一组引脚进行配置。
(1)IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_PAD_NAME>:pad pad xxx,设置某个pad的参数。
(2)IOMUXC_SW_PAD_CTL_GRP_GROUP NAME>:pad grp xxx,设置某组引脚的参数。
比如:
3、GPIO 模块
参考资料:芯片手册《Chapter 28: General Purpose Input/Output (GPIO)》
框图如下:
这里面我们需要关心3个寄存器:
(1)GPIOx_GDIR:设置引脚方向。
每位对应一个引脚,1-output,0-input。
(2)GPIOx_DR:设置输出引脚的电平。
每位对应一个引脚,1-高电平,0-低电平
(3)GPIOx_PSR:读取引脚的电平。
每位对应一个引脚,1-高电平,0-低电平
三、GPIO读写寄存器具体分析。
1、读GPIO。
翻译一下,具体步骤为:
(1)设置CCM_CCGRx寄存器中某位使能对应的GPIO模块 // 默认是使能的,上图省略了
(2)设置IOMUX来选择引脚用于GPIO
(3)设置GPIOx_GDIR中某位为0,把该引脚设置为输入功能
(4)读GPIOx_DR或GPIOx_PSR得到某位的值(读GPIOx_DR返回的是GPIOx_PSR的值)
2、写GPIO
翻译一下:
(1)设置CCM_CCGRx寄存器中某位使能对应的GPIO模块 // 默认是使能的,上图省略了
(2)设置IOMUX来选择引脚用于GPIO
(3)设置GPIOx_GDIR中某位为1,把该引脚设置为输出功能写GPIOx_DR某位的值。
需要注意的是,你可以设置该引脚的loopback功能,这样就可以从GPIOx_PSR中读到引脚的有实电平;你从GPIOx_DR中读回的只是上次设置的值,它并不能反应引脚的真实电平,比如可能因为硬件故障导致该引脚跟地短路了,你通过设置GPIOx_DR让它输出高电平并不会起效果。