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使用迅为IMX6ULL开发板第一个汇编实验(一)

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发表于 2020-6-17 15:22 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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通过第五章我们对 ARM 汇编语法有了初步的认识,在本章我们开始使用会念编写我们的第一个汇编实) N. `! L( n5 u- n
验,在开发版的额众多外设里面,原理最简单,最适合初学者入门的就是 gpio 的驱动,在我们的开发板上  z6 f) R$ c7 H0 @
板载了一个 led 发光二极管,他的实现原理就是通过 gpio 来控制 led 的亮灭(控制 gpio 输出高低电平)。# i( o* Q) O% \/ O$ f9 T
9 91 .1  i.MX6ULL  GPIO 分析 分析
) `5 C5 G2 l/ j4 @$ h, x0 pi.MX6 ULL 终结者开发板使用的 cpu I.MX6ULL,该 cpu 的参考手册我们放到了光盘目录的“i.MX6UL 终结: d% I' X6 j6 x5 s/ ^5 k2 J1 u
者光盘资料\03_开发板硬件资料\02_芯片资料\1I.MX6ULL 芯片资料.zip ”压缩包里面,如下图所示:
打开该手册的 32 章节“Chapter 32 IOMUX Controller (IOMUXC)”,我们看到 32 章节的目录如下图所示:
图中的IOMUXC_SW_MUC_CTL_PAD_GPIO1_IO00”就是 GPIO 的命名。其命名格式是
IOMUXC_SW_MUC_CTL_PAD_XX_XX”,其中的 XX_XX 就是 GPIO 的命名。例如:JTAG_MODGPIO1_IO00
UART4_TX_DATA 等。I.MX6ULL GPIO 命名是根据 IO 所拥有的功能来命名的,比如我们看到 GPIO1_IO00
就可以知道这个是 GPIO 功能,看到 UART4_TX_DATA 就知道这个是串口 4 的发送功能。在参考手册的 32
节列出了 i.MX6 ULL 的所有 IO 引脚,我们可以看到具有 GPIO 功能的引脚只有“GPIO1_IO00~GPIO1_IO09
10 GPIO,实际上 i.MX6 ULL IO 口都是具有复用功能的(一个 IO 口可以配置成好几种功能,如果不
做配置,会有一种默认的功能)。下面我们看看 i.MX6 ULL IO 引脚复用功能。
我们以IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00”这个 IO 为例,打开手册的 32.6.71568 页)如下图所示
上图可以看到该 IO 对应的配置寄存器“SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00”,寄存器地址是 0X20E005C
寄存器为 32 位,其中的 bit0-bit3MUX_MODE)这四位是设置 IO 引脚复用功能的。从表中我们可以看到
GPIO1_IO00 9 种复用功能,分别对应 ALT0-ALT8,其中 ALT5 就是作为 GPIO1_IO00,如下图所示:
4.jpg. o! H! a  ~3 M4 m( }, Z1 n
3 @! S8 r* G9 k; U9 w

& T% C2 B* E+ G. E* r: k, Y) c& G6 t3 c) e: a2 F) ]' s3 B& j/ ~
+ l- q0 M7 }5 K  F) ^& F
从上图中我们可以看到 GPIO1_IO00 这个引脚还可以配置成 ENET2_REF_CLK2I2C2_SDA 等功能,这就是 IO
的复用功能。
下面我们再来看下IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA”这个 IO 引脚。这个引脚的描述在 32.6.29
章节(1590 页),如下图所示:
从上图可以看到该引脚可以复用成 7 种不同的模式。其中 ALT5(0101)表示可以复用为 GPIO1_IO28。
' ], A4 L! [1 n9 B3 Q9 ~- P6 N8 d* E1 U3 B4 v 所以我们可以看到 i.MX6 ULL 的 GPIO 不止 GPIO1_IO00-GPIO1_IO09 这 10 个,其它的 IO 也可以复用为 GPIO。" `5 B$ M- b# ^2 n
在第四章节我们可以看到 i.MX6 ULL 的 GPIO 一共有 5 组:GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4、GPIO5,其中 GPIO1
$ G6 R  A$ ]0 p% r& X! o& a- ]# ?有 32 个 IO(IO0-IO31),GPIO2 有 22 个 IO(IO0-IO21),GPIO3 有 29 个 IO(IO0-IO28),GPIO4 有 29个 IO(IO0-IO28),GPIO5 有 12 个 IO(IO0-IO11),这样 i.MX6 ULL 一共有 124 个 GPIO。如果我们想要& x& o8 V, t  A5 ]  P& o
查看每个 IO 能复用成什么功能,可以查看第 4 章,如果我们要设置某个 IO 的功能,需要查看第 32 章。' I" W% ~7 ]6 X. ?; {' f/ {+ {  {$ I: K
9 92 .2  IO 引脚配置 引脚配置
8 d. E; K  [. k  ~/ R% e; nIO 引脚的配置我们需要参考第 32 章节,在 9.1 章节我们看到每个 IO 都有一个“SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX”; }3 _9 p; N5 L, F
的寄存器,例如 SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00。该寄存器在 6.1 章节我们介绍了,主要是用来配置 IO 引脚
0 s1 v# p; e4 L0 s 的模式。然后我们在该章节看到还有一个“SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX”的寄存器,例如
, j5 e3 ]5 y5 s1 b' A7 I3 r“SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00”寄存器,如下图所示:
6.jpg4 T/ G' @' q8 O* N3 N# |

8 B. C2 D; y: J' ~5 l9 }* o
3 D, ~! k+ c$ G% L1 V4 P  t! ]! N6 n$ G& F6 T8 M1 U% ^9 M

  Q' }( O$ j+ z: H从上图可以看到 SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00 寄存器的地址是 0X20E02E8,他也是一个 32 位的寄存器,我- e* h; m3 E+ ^9 ]. k
们可以看到改寄存器按照位划分成了几种功能设置,如下:
9 \% C$ H1 I8 u- {& P# ~: }HYS(bit16):用来使能迟滞比较器,当 IO 作为输入功能的时候有效,用于设置输入接收器的施密特触发
6 p: P4 P3 d6 G5 A0 g 器是否使能。如果需要对输入波形进行整形的话可以使能此位。此位为 0 的时候禁止迟滞比较器,为 1 的! m# e: X* N0 j2 l7 |
时候使能迟滞比较器。PUS(bit15-bit14)用来设置上下拉电阻的。- ]% f* j" r! w
PUE(bit13)当 IO 作为输入的时候,这个位用来设置 IO 使用上下拉还是状态保持器。状态保持器在 IO 作
, Q. F( l$ O* n( d9 R8 J6 H 为输入的时候才有用,当外部电路断电以后此 IO 口可以保持住以前的状态。
. }; v7 H9 j3 _7 O3 oPKE(bit12)用来使能或者禁止上下拉/状态保持器功能。
; V  w, l5 \8 x' NODE(bit11)IO 作为输出的时候,此位用来禁止或者使能开路输出。
) C: }, v1 ]6 f5 @, zSPEED(bit7-bit6)当 IO 用作输出的时候,此位用来设置 IO 速度。' k8 ^  C1 i9 b5 n+ t
DSE(bit5-bit3)当 IO 用作输出的时候用来设置 IO 的驱动能力。
( A1 }% y9 q' E/ g' T0 k# K" L$ X  @SRE(bit0)设置压摆率。
4 u8 a3 |9 B/ s: f% `9 93 .3  GPIO 配置 配置
! q. J* O2 }9 B# p5 z! Q 在 9.1 和 9.2 章节我们介绍了这两个寄存器“SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX”和“SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX”
0 x, @7 p4 k5 v/ ?. B* K  L5 a用来配置 IO 引脚,在本章我们来学习一下 GPIO 功能的配置(GPIO 属于 IO 引脚中的一种复用功能)。比如
. R* x8 ^- c( M! V, WGPIO1_IO00 这个 IO 可以复用为 I2C2_SCL、ENET1_REF_CLK1、GPIO1_IO00、WDOG3_WDOG_B 等 9 种复用功能,
* c' {# ?/ _+ F; G5 V7 ]+ MGPIO1_IO00 只是其中的一种,具体配置成哪种复用功能,需要看下我们的硬件设计中这个 IO 是作为哪种功+ C+ W/ [5 O  x. r$ J9 V
能来设计的。如果我们把该引脚用来控制 LED 发光二极管,那我们的程序就要把这个 IO 配置成 GPIO 模式,. ]- B$ c  t6 z. V; I
然后我们还需要对 GPIO 的功能进行配置,我们可以参考手册的第 28 章“General Purpose Input/Output/ S( i9 h- [2 |7 D
(GPIO)”。在该章节我们可以看到 GPIO 的结构如下图所示所示:
在上图中我们可以看到两个地方用红色方框标注了(1、2),其中 1 处里面有两个寄存器,这就是我
7 E# t5 r; }* i 们 6.2 章节介绍的配置 IO 复用和 IO 功能属性的寄存器。2 处表示当 IO 作为 GPIO 使用的时候,需要配置的# j  i  ~/ B  L3 a
寄存器(共有 8 个),分别是:GPIO.DR、GPIO.GDIR、GPIO.PSR、GPIO.ICR1、GPIO.ICR2、GPIO.EDGE_SEL、" x1 Q$ q; {, X. M# o7 e
GPIO.IMR、GPIO.ISR,前面 6.2 章节我们介绍了 i.MX6 ULL 一共有 5 组 GPIO,每组 GPIO 分别有这 8 个寄存$ I  n" @$ z3 ?$ L
器,下面我们分别看下这些寄存器:9 [; R. Q/ g4 F( o# T, Z
首先是 GPIOx_DR 寄存器,如下图所示:
此寄存器是数据寄存器,32 位,每一位对应一个 GPIO,当 GPIO 配置成输出以后,向对应的位写 1,GPIO: `) y8 y" U# }2 k, V6 T' x
就会输出高电平,写 0,GPIO 就会输出低电平。如果 GPIO 设置成输入,那读取这个寄存器对应的位,就可
" E, r; [0 J7 y1 m6 e( n. {2 l 以获取到对应 GPIO 的状态(0 或 1)。3 z5 y+ }  f4 Z  L0 J
然后是 GPIOx_GDIR 寄存器,如下图所示:
该寄存器也是 32 位的,每一位对应一个 GPIO,该寄存器是用来设置 GPIO 是输入还是输出的。(对应
( x4 s% ]3 ]4 ~! G5 k/ | 的位设置成 0,对应的 GPIO 设置成输入模式;对应的位设置成 1,对应的 GPIO 就配置成输出模式了)。
7 S) s6 W' U8 Z; O, _ 然后是 GPIOx_PSR 寄存器,如图 6.3.4 所示:
该寄存器也是 32 位的,每一位对应一个 GPIO,该寄存器是用来读取对应 GPIO 的状态(高低电平)。
, T/ Z; E6 N# U, U8 R$ L 然后是 GPIOx_ICR1 寄存器,如下图所示:
该寄存器是中断控制寄存器,每组 GPIO 最多有 32 个 GPIO,该寄存器用来配置低 16 个 GPIO,此寄存9 T9 H" ?' R) F- ^. ~
器是 32 位的,每两位表示一个 GPIO,这两位用来配置中断的触发方式:
- X4 E/ I- i( Z6 p+ b1 [00 低电平出发
  {9 Y/ I5 k( ~" |01 高电平触发2 t1 B" C1 G# @' |, e
10 上升沿触发% [% K% n2 G  O2 {7 Y( |
11 下降沿触发. a$ p8 p$ c/ W" Q7 V
以 GPIO1_IO3 为例,如果设置成高电平触发,GPIO1.ICR1=1<<6。. Y& F, u4 M; g& d) C. E
然后是 GPIOx_ICR2 寄存器,如下图所示:
该寄存器也是中断控制寄存器,每组 GPIO 最多有 32 个 GPIO,该寄存器用来配置高 16 个 GPIO,此寄( d, {- g. i4 S' f" n) {5 ^' I
存器是 32 位的,每两位表示一个 GPIO,这两位用来配置中断的触发方式:
4 z! R0 l+ W- ^$ O+ F00 低电平出发7 v* S6 \0 e( W
01 高电平触发( s  M, O* x  ^
10 上升沿触发6 ]% a# L( ?4 ~7 B' i2 |. |
11 下降沿触发
8 p9 @* Q+ C" n$ J7 {; x 以 GPIO1_IO7 为例,如果设置成高电平触发,GPIO1.ICR1=1<<2。
6 z7 H& y# ?% A; V/ @2 A! L 然后是 GPIOx_IMR 寄存器,如下图所示:
该寄存器是中断屏蔽寄存器,每一位对应一个 GPIO,如果使能某个 GPIO 的中断,那么设置这个寄存器
9 ^+ \+ l2 a/ E' g1 o# L+ P 对应的位为 1 即可。如果禁止某个 GPIO 的中断,那么设置这个寄存器的对应位为 0。
( i) `0 I, ]! p$ e1 D3 A: P 然后是 GPIOx_ISR 寄存器,如下图所示:
* S& K' l! i, n3 W3 r. v" d% p) }
该寄存器是中断状态寄存器,共有 32 位,每位对应一个 gpio,只要某个 GPIO 的中断产生,那么对应
( T. H) Y: s7 B! _; J 的位就会被置 1,我们可以通过读取该寄存器来判断 GPIO 的中断是否产生了。当我们处理完中断后,必须$ H& F; g5 P# S: d: u
要清除对应的中断标志位(像该寄存器相应的位写 1,就是清除中断标志位)。
0 T* \3 A% ^1 Q- S9 w9 D 然后是 GPIOx_EDGE_SEL,如下图所示:
/ u) |2 J9 G& ^9 Z* S
该寄存器用来设置边沿中断,这个寄存器会覆盖 ICR1 和 ICR2 的设置,同样一个 GPIO 对应一位。相应7 n$ @3 e4 S/ B" U- J8 k8 O
的位被置 1,那么就相当于设置了对应的 GPIO 是上升沿和下降沿(双边沿)触发。) l* D- p( E+ f/ `7 \0 C* X8 K
至此关于 GPIO 的所有寄存器我们就介绍完了。
其他部分关注:使用迅为IMX6ULL开发板第一个汇编实验(二)更多内容关注公众号:迅为电子
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发表于 2020-6-18 09:11 | 只看该作者
IO 的复用功能
% q! `; W0 V: Y' d/ q/ e# v有意思
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