前言
最近跟着韦东山老师的课程学习驱动基础知识,韦东山老师讲的非常好,大家想深入学习驱动知识的可以去看看韦东山老师的驱动教学视频。
一、LED 原理
当我们学习 C 语言的时候,我们会写个 Hello 程序。
那当我们写 ARM 程序,也该有一个简单的程序引领我们入门,这个程序就是点亮 LED。
我们怎样去点亮一个 LED 呢?分为三步:
第1步 看原理图,确定控制 LED 的引脚;
第2步 看主芯片的芯片手册,确定如何设置控制这个引脚;
第3步 写程序;
先来讲讲怎么看原理图
LED 样子有很多种,像插脚的,贴片的。
它们长得完全不一样,因此我们在原理图中将它抽象出来。
点亮 LED 需要通电源,同时为了保护 LED,加个电阻减小电流。
控制 LED 灯的亮灭,可以手动开关 LED,但在电子系统中,不可能让人来控制开关,通过编程,利用芯片的引脚去控制开关。
二、LED 的驱动方式
常见的有四种。
- 使用引脚输出 3.3V 点亮 LED,输出 0V 熄灭 LED。
- 使用引脚拉低到 0V 点亮 LED,输出 3.3V 熄灭 LED。 有的芯片为了省电等原因,其引脚驱动能力不足,这时可以使用三极管驱动。
- 使用引脚输出 1.2V 点亮 LED,输出 0V 熄灭 LED。
- 使用引脚输出 0V 点亮 LED,输出 1.2V 熄灭 LED。
由此,主芯片引脚输出高电平/低电平,即可改变 LED 状态,而无需关注 GPIO 引脚输出的是 3.3V 还是 1.2V。所以简称输出 1 或 0:
- 逻辑 1-->高电平
- 逻辑 0-->低电平
三、普适的 GPIO 引脚操作方法
GPIO: General-purpose input/output,通用的输入输出口
GPIO 模块一般结构
- 有多组 GPIO,每组有多个 GPIO
- 使能:电源/时钟
- 模式(Mode):引脚可用于 GPIO 或其他功能
- 方向:引脚 Mode 设置为 GPIO 时,可以继续设置它是输出引脚,还是输入引脚
- 数值:
- 对于输出引脚,可以设置寄存器让它输出高、低电平
- 对于输入引脚,可以读取寄存器得到引脚的当前电平
四、GPIO 寄存器操作
芯片手册一般有相关章节,用来介绍:power/clock
- 可以设置对应寄存器使能某个 GPIO 模块(Module)
- 有些芯片的 GPIO 是没有使能开关的,即它总是使能的
一个引脚可以用于 GPIO、串口、USB 或其他功能
- 有对应的寄存器来选择引脚的功能
对于已经设置为 GPIO 功能的引脚,有方向寄存器用来设置它的方向:输出、 输入
对于已经设置为 GPIO 功能的引脚,有数据寄存器用来写、读引脚电平状态 GPIO 寄存器的 2 种操作方法:原则:不能影响到其他位
(1)直接读写:读出、修改对应位、写入
a) 要设置 bit n:
1. val = data_reg; 2. val = val | (1<<n); 3. data_reg = val;
b) 要清除 bit n:
val = data_reg; val = val & ~(1<<n); data_reg = val;
(2)set-and-clear protocol:
set_reg, clr_reg, data_reg 三个寄存器对应的是同一个物理寄存器
a) 要设置 bit n:set_reg = (1<<n);
b) 要清除 bit n:clr_reg = (1<<n);