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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8 p6 I& }& s8 k
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$ E, Y( s/ `2 l0 F5 v5 \7 K
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)。5 U' N: g, V0 F! u) Y
9 91 .1  i.MX6ULL  GPIO 分析 分析( Z8 w' `: p9 m& V% p0 N7 t7 k) z
i.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
& S) r5 y! Y- e7 v* J" M6 P# I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" d8 d8 w' l5 v5 M4 t% f8 d- l$ z8 D  G" ?3 Y
8 r9 k# ~, J6 a) R9 y* m  e! q

2 U% L1 ^! @# W' H
5 i# ~# P5 u- M/ Y1 h# c
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。
8 J9 l& D3 G% F' M* Y( l0 M 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。) x0 T: a. W3 x9 x: P2 U0 e' ^5 J# c
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) M9 l4 Z$ V; v, F# K4 L# `9 U
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
  Z8 Q1 E* {+ J! | 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。
5 v' w% ]% Q7 ~2 `* R9 92 .2  IO 引脚配置 引脚配置
- Q8 J9 d6 l1 J9 Q9 }IO 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”
5 E0 I4 C* I) ~' ~1 o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9 F# R/ x* i. {
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# R/ I: ~4 J/ n) I
“SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00”寄存器,如下图所示:
6.jpg
( |3 K2 C7 _7 |, ~6 ]" z. L8 E, `% R5 l' b
8 G5 w4 a, @9 H# B: h9 w
* V! Y1 b2 `; o5 A& A4 A( O

+ U  O/ s- p- c/ a0 d# X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( V3 x% h4 o( `% ?# u
们可以看到改寄存器按照位划分成了几种功能设置,如下:
8 k, @/ c) U/ [1 [4 G7 L' {! @  kHYS(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 b. p/ r8 p: ^& ~ 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
3 o4 h% y9 C& U 时候使能迟滞比较器。PUS(bit15-bit14)用来设置上下拉电阻的。
  H& v; L0 _1 p: c& W. r1 N! OPUE(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( D3 E3 n7 V, \" B% v9 V
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。
- u  p8 ~$ z6 R; TPKE(bit12)用来使能或者禁止上下拉/状态保持器功能。* S* K7 i' C9 y8 I2 K, c5 [, u* s4 k
ODE(bit11)IO 作为输出的时候,此位用来禁止或者使能开路输出。
2 K5 Y: n& q7 c1 R! nSPEED(bit7-bit6)当 IO 用作输出的时候,此位用来设置 IO 速度。5 K, d  ]& d( ]; u9 v: \; ~: t
DSE(bit5-bit3)当 IO 用作输出的时候用来设置 IO 的驱动能力。
0 K7 y( L: D9 [% ~: v. R3 uSRE(bit0)设置压摆率。* D( w" }& z& \
9 93 .3  GPIO 配置 配置% o; ^. p/ P% v4 _: A
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”( O3 ^9 y5 L4 E9 C- w0 x, ~
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& d# l$ Q: M; i7 b9 w
GPIO1_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,( e: w8 ]; q$ s2 |
GPIO1_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
2 q; }3 H  h5 q) {0 L7 f 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,9 _7 e6 R8 F, ?. c8 \% L5 Q
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/Output5 ?+ l; X1 n" a/ u
(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
3 h& D4 {3 b5 `- b. K/ o' f: [9 _ 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
) n3 Z# F# u7 ^, a 寄存器(共有 8 个),分别是:GPIO.DR、GPIO.GDIR、GPIO.PSR、GPIO.ICR1、GPIO.ICR2、GPIO.EDGE_SEL、0 U' K# U! F. Y# f
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. f# m6 d" [# t/ W9 v
器,下面我们分别看下这些寄存器:7 K; U' f" Y0 P) a6 J# b7 \
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
' b' \9 z/ r; G& r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
7 w" v/ j+ |* H( e% j$ n7 V. B6 q 以获取到对应 GPIO 的状态(0 或 1)。& z9 {$ ?: L$ t1 I$ m& I, u: S7 [8 t' `! 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' W; T9 C9 ]* g/ F% ~/ `
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)。% g3 @6 T; F+ ?: ^. }6 x" Q% i
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)。
0 o- H2 T* v7 z" t9 Q& c, Y" l( W 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
, s% r3 }# T! C3 x9 s 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:  z- W6 k- q5 d
00 低电平出发, I3 N" x+ E2 x8 S, @& r
01 高电平触发
3 V: G9 v2 i# p8 X: O10 上升沿触发) |8 X* H6 J# Z9 ]6 P' R- I
11 下降沿触发
* {1 Z" X( O' H7 S+ w# Q" T' L 以 GPIO1_IO3 为例,如果设置成高电平触发,GPIO1.ICR1=1<<6。
% e" ?- J7 L9 X4 N 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9 b2 H) X1 D$ w
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:3 k3 d% g& E- z6 s6 f
00 低电平出发
2 O( P# a6 r9 c- Q' T: a01 高电平触发; X$ w9 j  d3 t/ d' T
10 上升沿触发
  i/ L' y" M" u5 k  ]11 下降沿触发
5 n, q$ ~$ `% T+ a  l 以 GPIO1_IO7 为例,如果设置成高电平触发,GPIO1.ICR1=1<<2。
0 p% A2 |- V# w3 [. j 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* S5 l7 `, d4 U; Y
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。# ~# F1 }% _) V( j# @  g
然后是 GPIOx_ISR 寄存器,如下图所示:

( Z2 `) V+ G' r0 R; u3 G
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
/ G  ?4 j" g7 [; V* a' s0 U# z 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
7 }4 v7 G2 a1 j, p" N 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)。# F, l0 G5 b, `  y
然后是 GPIOx_EDGE_SEL,如下图所示:
. x8 x, i) {0 w/ G8 a0 K: D: B
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% \2 a: s8 i% \* i- t7 q' J
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。  z$ ]8 F9 Z/ A/ ]! U* ^
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

/ T3 d7 M; y5 m0 E# d6 P& _5 S

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发表于 2020-6-18 09:11 | 只看该作者
IO 的复用功能
- L" M* ]/ Z6 o( V2 [4 _有意思
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