嵌入式Linux设备驱动开发之:GPIO驱动程序实例
11.3GPIO驱动程序实例
11.3.1GPIO工作原理
FS2410开发板的S3C2410处理器具有117个多功能通用I/O(GPIO)端口管脚,包括GPIO8个端口组,分别为GPA(23个输出端口)、GPB(11个输入/输出端口)、GPC(16个输入/输出端口)、GPD(16个输入/输出端口)、GPE(16个输入/输出端口)、GPF(8个输入/输出端口)、GPH(11个输入/输出端口)。根据各种系统设计的需求,通过软件方法可以将这些端口配置成具有相应功能(例如:外部中断或数据总线)的端口。
为了控制这些端口,S3C2410处理器为每个端口组分别提供几种相应的控制寄存器。其中最常用的有端口配置寄存器(GPACON~GPHCON)和端口数据寄存器(GPADAT~GPHDAT)。因为大部分I/O管脚可以提供多种功能,通过配置寄存器(PnCON)设定每个管脚用于何种目的。数据寄存器的每位将对应于某个管脚上的输入或输出。所以通过对数据寄存器(PnDAT)的位读写,可以进行对每个端口的输入或输出。
在此主要以发光二极管(LED)和蜂鸣器为例,讨论GPIO设备的驱动程序。它们的硬件驱动电路的原理图如图11.4所示。
图11.4LED(左)和蜂鸣器(右)的驱动电路原理图
在图11.4中,可知使用S3C2410处理器的通用I/O口GPF4、GPF5、GPF6和GPF7分别直接驱动LEDD12、D11、D10以及D9,而使用GPB0端口驱动蜂鸣器。4个LED分别在对应端口(GPF4~GPF7)为低电平时发亮,而蜂鸣器在GPB0为高电平时发声。这5个端口的数据流方向均为输出。
在表11.15中,详细描述了GPF的主要控制寄存器。GPB的相关寄存器的描述与此类似,具体可以参考S3C2410处理器数据手册。
表11.15 GPF端口(GPF0-GPF7)的主要控制寄存器
寄存器 |
地址 |
R/W |
功能 |
初始值 |
|
GPFCON |
0x56000050 |
R/W |
配置GPF端口组 |
0x0 |
|
GPFDAT |
0x56000054 |
R/W |
GPF端口的数据寄存器 |
未定义 |
|
GPFUP |
0x56000058 |
R/W |
GPF端口的取消上拉寄存器 |
0x0 |
|
GPFCON |
位 |
描述 |
|||
GPF7 |
[15:14] |
00=输入01=输出10=EINT711=保留 |
|||
GPF6 |
[13:12] |
00=输入01=输出10=EINT611=保留 |
|||
GPF5 |
[11:10] |
00=输入01=输出10=EINT511=保留 |
|||
GPF4 |
[9:8] |
00=输入01=输出10=EINT411=保留 |
|||
GPF3 |
[7:6] |
00=输入01=输出10=EINT311=保留 |
|||
GPF2 |
[5:4] |
00=输入01=输出10=EINT211=保留 |
|||
GPF1 |
[3:2] |
00=输入01=输出10=EINT111=保留 |
|||
GPF0 |
[1:0] |
00=输入01=输出10=EINT011=保留 |
GPFDAT |
位 |
描述 |
GPF[7:0] |
[7:0] |
每位对应于相应的端口,若端口用于输入,则可以通过相应的位读取数据;若端口用于输出,则可以通过相应的位输出数据;若端口用于其他功能,则其值无法确定。 |
GPFUP |
位 |
描述 |
GPF[7:0] |
[7:0] |
0:向相应端口管脚赋予上拉(pull-up)功能 1:取消上拉功能 |
为了驱动LED和蜂鸣器,首先通过端口配置寄存器将5个相应寄存器配置为输出模式。然后通过对端口数据寄存器的写操作,实现对每个GPIO设备的控制(发亮或发声)。在下一个小节中介绍的驱动程序中,s3c2410_gpio_cfgpin()函数和s3c2410_gpio_pullup()函数将进行对某个端口的配置,而s3c2410_gpio_setpin()函数实现向数据寄存器的某个端口的输出。
linux操作系统文章专题:linux操作系统详解(linux不再难懂)linux相关文章:linux教程
蜂鸣器相关文章:蜂鸣器原理
评论