哈工大嵌入式系统设计4

1、微电子科学与技术系微电子科学与技术系n4.1 LPC1100的引脚配置n4.2 LPC1100的GPIO编程n4.3 GPIO的应用n4.4 程序实例第四章 LPC1100外设：GPIO微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的引脚配置n受体积和成本的限制，物理管脚（pin）的数量有限n芯片功能模块的种类和数量所要求的引脚数远大于物理管脚个数n多个功能复用物理管脚微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的引脚配置n一个脚上的功能有可能多达4个微电子科学与技术系微电子科学与技术系n引脚连接模块控制每个管脚q功能分配q属性I/O 配置寄存器控制着引脚的电气特性。可配置选项如下：

2、 管脚功能； 内部电阻上拉/下拉或总线保持功能； 滞后特性； 模拟/数字输入模式； I2C 总线的 I2C 模式。LPC1100的引脚配置管脚GPIOTXD0TIMER输出保留微电子科学与技术系微电子科学与技术系n标准 I/O 管脚内部结构LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系nIOCON_PIOn_m寄存器控制着管脚功能（ GPIO或外设功能）、输入模式和所有GPIOn_m管脚的滞后特性。另外，它可以为不同的I2C总线模式配置I2C总线管脚。如果管脚用作ADC输入管脚，也可以通过IOCON_PIOn_m寄存器配置管脚为模拟输入模式。IOCON_PIOn_m 寄存器位域描

3、述LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系n管脚功能配置（ FUNC）qIOCON_PIOn_m 寄存器的 FUNC 位可以设为 GPIO（ FUNC = 0）或者一种外设功能。LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系n管脚模式（ MODE）q允许将每个管脚配置为片内上拉、下拉或中继模式。片内电阻配置有上拉使能、下拉使能或无上拉/下拉 3 种状态，缺省值是上拉使能。q如果管脚处于逻辑高电平，则中继模式使能上拉电阻；如果管脚处于逻辑低电平，则中继模式使能下拉电阻。q这样，如果管脚配置为输入并且不被外部驱动，那么它可以保持上一种已知状态。中继模式可以用于管脚

4、暂时不被驱动时防止管脚悬空LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系n管脚模式（ MODE）LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系n滞后作用（ HYS）数字功能的输入缓冲器可以通过 IOCON_PIOn_m 寄存器的 HYS 位配置为滞后缓冲器或普通缓冲器。nA/D 模式（ ADMODE）在 A/D 模式中，为了使模数转换器可以获取精确的输入电压，数字接收器将断开连接。nI2C 模式（ I2CMODE）如果寄存器 IOCON_PIO0_4 和 IOCON_PIO0_5 的 FUNC 位选择为 I2C 功能，则 I2C 总线管脚可以配置为不同的 I2C 模

5、式LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的引脚配置微电子科学与技术系微电子科学与技术系nLPC1110 系列 Cortex-M0 微控制器的 GPIO 具有以下特性：q 数字端口可以由软件配置为输入/输出；q 所有 GPIO 引脚默认为输入；q 端口引脚的读/写操作是可屏蔽的；q 每个单独引脚可被用作外部中断输入引脚；q 每个 GPIO 中断可配置为低电平、高电平、下降沿、上升沿或双边沿触发；q 可对单独端口的中断级别进行编程。LPC110

6、0的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系n所有 GPIO 寄存器都为 32 位，可以以字节、半字和字的形式访问。nGPIO端口 0 寄存器的基址为 0 x50000000；nGPIO端口 1 的基址为 0 x50010000；nGPIO端口 2 的基址为 0 x50020000；nGPIO端口 3 的基址为 0 x50030000。 LPC1100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系nGPIO数据寄存器数据寄存器用于读取输入管脚的状态数据，或配置输出管脚的输出状态。GPIOnDATA 寄存器位描述LPC1

7、100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系nGPIO数据方向寄存器数据方向寄存器用于控制管脚为输出或输入状态。GPIOnDIR 寄存器位描述LPC1100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系nGPIO中断相关的寄存器qGPIO中断触发寄存器qGPIO中断双边沿触发寄存器qGIPO中断事件寄存器qGPIO中断屏蔽寄存器qGPIO原始中断状态寄存器qGPIO屏蔽中断状态寄存器qGPIO中断清除寄存器LPC1100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系n逻辑操作GPIO输入输出是指通过对GPIODATA寄存器的位进行“与”“或”操作实现读取GPIO的状态或输出

8、高低电平，nGPIO输入输出应用示例LPC1100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系LPC1100的GPIO编程微电子科学与技术系微电子科学与技术系n控制一个或多个指示灯 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系n读取一个或多个按键的输入 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系n矩阵扫描式键盘 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系n数字量输出n在工业现场往往需要使用数字量信号来驱动外部的执行机构、显示灯等负载。数字量输出的含义是指这种类型的输出信号只有简单的两种状态：高电平和低电

9、平，也可以理解为开（ ON）或者关（ OFF）两种状态。 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系n数字量输出n对于工业现场所需要的数字量信号，也具有多种电压等级，这就需要通过不同的输出驱动电路来实现。同时采用不同的输出器件可以使数字量输出信号具有不同的输出形式，如晶体管输出，机械继电器输出、固态继电器输出、双向可控硅输出等。n根据输出信号与输出电路是否需要共地，可以采用非隔离或者隔离输出的方式。n在设计数字量输出电路时，必须根据输出信号的类型选用合适的电路，例如输出信号的电压等级，输出信号的负载能力，输出触点类型。 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系n非隔离型数字量

10、输出电路 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系n隔离型数字量输出电路 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系n继电器输出电路 GPIO的应用微电子科学与技术系微电子科学与技术系程序实例n控制四个LED循环显示“流水灯”微电子科学与技术系微电子科学与技术系程序实例微电子科学与技术系微电子科学与技术系程序实例void KeyPoll (void *pdata) while (1) while (IO0PIN & KEY1) != 0) OSTimeDly(1); IO0PIN =IO0PIN KEY1; while (IO0PIN & KEY1) = 0) OSTimeD

11、ly(1); 延时1个时间单位延时1个时间单位等待按健按下等待按健释放翻转LED状态初始化代码微电子科学与技术系微电子科学与技术系按键的抖动while(1)if(KEY0=1)delay_ms(10);if(KEY0=1)。delay_ms(10);微电子科学与技术系微电子科学与技术系一个实用的按键监测程序u8KEY_Scan(void)staticu8key_up=1;if(key_up&(KEY0=0|KEY1=0|KEY2=0|KEY3=0)delay_ms(10);key_up=0;if(KEY0=0)returnKEY_0;elseif(KEY1=0)returnKEY_1;elseif(KEY2=0)ret