通用GPIO引脚操作方法
GPIO: General-purpose input/output，通用的输入输出口
1 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
2 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
- 直接读写：读出、修改对应位、写入
a) 要设置 bit n：
val = data_reg; val = val | (1<<n); data_reg = val;
b) 要清除 bit n：
val = data_reg; val = val & ~(1<<n); data_reg = val;
- 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);
3.imx6ull寄存器操作
3.1IMX6ULL 的 GPIO 模块结构
参考资料：芯片手册《Chapter 28: General Purpose Input/Output(GPIO)》有 5 组 GPIO（ GPIO1～GPIO5），每组引脚最多有 32 个，但是可能实际上并没有那么多。
- 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；
- GPIO 的控制涉及 4 大模块： CCM、 IOMUXC、 GPIO 模块本身，框图如图 4.2
3.2CCM 用于设置是否向 GPIO 模块提供时钟
参考资料：芯片手册《Chapter 18: Clock Controller Module (CCM)》
GPIOx 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，请看上图红框部分。
CCM_CCGR 寄存器中某 2 位的取值含义如下：
图 4.3 CCM_CCGR
- 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
GPIO2 时钟控制
GPIO1、 GPIO5 时钟控制：
GPIO3 时钟控制：
GPIO4 时钟控制：
3.3 IOMUXC：引脚的模式(Mode、功能)
参考资料：芯片手册《Chapter 32: IOMUX Controller (IOMUXC)》。
对于某个/某组引脚， IOMUXC 中有 2 个寄存器用来设置它：
- 选择功能：
a) IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_ ： Mux pad xxx，选择某个 pad 的功能
b) IOMUXC_SW_MUX_CTL_GRP_： 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：
设置上下拉电阻等参数：
a) IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_<PAD_NAME>： pad pad xxx，设置某个 pad 的参数
b) IOMUXC_SW_PAD_CTL_GRP_： pad grp xxx，设置某组引脚的参数
比如：
3.4 GPIO 模块内部
框图如下：
我们暂时只需要关心 3 个寄存器
- GPIOx_GDIR：设置引脚方向，每位对应一个引脚， 1-output， 0-input
- 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
- 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
3.5 读 GPIO
翻译一下：
- 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
- 设置 IOMUX 来选择引脚用于 GPIO
- 设置 GPIOx_GDIR 中某位为 0，把该引脚设置为输入功能
- 读 GPIOx_DR 或 GPIOx_PSR 得到某位的值（读 GPIOx_DR 返回的是GPIOx_PSR 的值）
3.6 写 GPIO
翻译一下：
- 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
- 设置 IOMUX 来选择引脚用于 GPIO
- 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。
