嵌入式Linux設備驅動開發之:GPIO驅動程序實例

2021-01-19 電子產品世界

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/257110.htm11.3.1GPIO工作原理

FS2410開發板的S3C2410處理器具有117個多功能通用I/O（GPIO）埠管腳，包括GPIO8個埠組，分別為GPA（23個輸出埠）、GPB（11個輸入/輸出埠）、GPC（16個輸入/輸出埠）、GPD（16個輸入/輸出埠）、GPE（16個輸入/輸出埠）、GPF（8個輸入/輸出埠）、GPH（11個輸入/輸出埠）。根據各種系統設計的需求，通過軟體方法可以將這些埠配置成具有相應功能（例如：外部中斷或數據總線）的埠。

為了控制這些埠，S3C2410處理器為每個埠組分別提供幾種相應的控制寄存器。其中最常用的有埠配置寄存器（GPACON~GPHCON）和埠數據寄存器（GPADAT~GPHDAT）。因為大部分I/O管腳可以提供多種功能，通過配置寄存器（PnCON）設定每個管腳用於何種目的。數據寄存器的每位將對應於某個管腳上的輸入或輸出。所以通過對數據寄存器（PnDAT）的位讀寫，可以進行對每個埠的輸入或輸出。

在此主要以發光二極體（LED）和蜂鳴器為例，討論GPIO設備的驅動程序。它們的硬體驅動電路的原理圖如圖11.4所示。

圖11.4LED（左）和蜂鳴器（右）的驅動電路原理圖

在圖11.4中，可知使用S3C2410處理器的通用I/O口GPF4、GPF5、GPF6和GPF7分別直接驅動LEDD12、D11、D10以及D9，而使用GPB0埠驅動蜂鳴器。4個LED分別在對應埠（GPF4~GPF7）為低電平時發亮，而蜂鳴器在GPB0為高電平時發聲。這5個埠的數據流方向均為輸出。

在表11.15中，詳細描述了GPF的主要控制寄存器。GPB的相關寄存器的描述與此類似，具體可以參考S3C2410處理器數據手冊。

表11.15 GPF埠（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埠組

0x0

GPFDAT

0x56000054

R/W

GPF埠的數據寄存器

未定義

GPFUP

0x56000058

R/W

GPF埠的取消上拉寄存器

0x0

GPFCON

位

描述

GPF7

[15:14]

00=輸入01=輸出10=EINT711=保留

GPF6

[13:12]

00=輸入01=輸出10=EINT611=保留

GPF5

[11:10]

00=輸入01=輸出10=EINT511=保留

GPF4

[9:8]

00=輸入01=輸出10=EINT411=保留

GPF3

[7:6]

00=輸入01=輸出10=EINT311=保留

GPF2

[5:4]

00=輸入01=輸出10=EINT211=保留

GPF1

[3:2]

00=輸入01=輸出10=EINT111=保留

GPF0

[1:0]

00=輸入01=輸出10=EINT011=保留

GPFDAT

位

描述

GPF[7:0]

[7:0]

每位對應於相應的埠，若埠用於輸入，則可以通過相應的位讀取數據；若埠用於輸出，則可以通過相應的位輸出數據；若埠用於其他功能，則其值無法確定。

GPFUP

位

描述

GPF[7:0]

[7:0]

0：向相應埠管腳賦予上拉(pull-up)功能

1：取消上拉功能

為了驅動LED和蜂鳴器，首先通過埠配置寄存器將5個相應寄存器配置為輸出模式。然後通過對埠數據寄存器的寫操作，實現對每個GPIO設備的控制（發亮或發聲）。在下一個小節中介紹的驅動程序中，s3c2410_gpio_cfgpin()函數和s3c2410_gpio_pullup()函數將進行對某個埠的配置，而s3c2410_gpio_setpin()函數實現向數據寄存器的某個埠的輸出。

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