1. GPIO功能简介

1）什么是GPIO？

GPIO，General-Purpose IO Ports，即通用IO接口。

2）GPIO作用

① 在嵌入式系统中有数量众多但结构却比较简单的外部设备，这些设备有的需要CPU为之提供控制手段。

② 许多这样的设备只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了，比如控制某个LED 灯。对这些设备使用串口、并口、USB等均不合适。

小结：GPIO用作控制端口就是实现简单设备的简单控制。

补充：GPIO 一般都是连接简单、低速设备

3）GPIO的构成（data sheet层面）

至少两个寄存器：控制寄存器、数据寄存器

数据寄存器的各位都直接引到芯片外部，而对这种寄存器中每一位的作用、信号的流通方向，则是通过控制寄存器进行设置（输入、输出、特殊功能）。

补充：很多MCU 的GPIO除了上述标准寄存器，还提供上拉/下拉寄存器。当GPIO引脚处于第三态（既不是输出高电平也不是输出低电平，而是呈高阻态，即相当于没接芯片）时，他的电平状态由上拉/下拉电阻决定。

2. S5PV210芯片GPIO控制器简介

1）总额及分类

了解GPIO端口分组，以后可快速确定硬件所使用的端口。

2）原理框图

3）常用寄存器分类

说明：每组GPIO设有一组控制、数据寄存器

注意：此处控制外设的寄存器与CPU 中的寄存器（r0~r15, CPSR, SPSR）是完全不同的概念。

常用寄存器有以下三种：

① 控制寄存器（CON）

说明：MP0_4CON共控制8个外部管脚，每个管脚使用4位进行控制

②数据寄存器（DAT）

说明：MP04_4DAT 寄存器只使用了32位中的8位（数据寄存器使用的位数，与控制寄存器控制的管脚数匹配）

③上拉寄存器（PUD）

说明：每个管脚使用2位进行控制，默认状态不使用上拉/下拉电阻

3. 硬件外设开发流程（以LED为例）

1）分析外设工作原理

尤其是针对较为复杂的外设，他们往往使用了相关总线（如I2C、SPI）

2）查看底板原理图，了解外设的连接方式

3）查看核心板原理图，了解外设使用的接口

4）根据主控芯片手册，控制相关接口

可见LED使用的四个端口分别是：MP04_4 ~ MP04_7，那么针对MP04相关寄存器进行设置即可。

4. LED 驱动开发实例

1）流程

① 设置管脚MP04_4 ~ MP04_7 为输出模式（MP0_4CON）

② 使需要点亮的LED的对应管脚输出低电平

2）汇编语言实现

特别补充：外设控制中，汇编语言程序设计的三个规范（达内课程）

A. 修改所需位时不影响其他位

B. 使用宏定义标识外设寄存器地址

C. 为减少伪指令，对外设寄存器的地址宏定义采用基地址 + 偏移实现

示例：以MP04组GPIO为例

.equ MP04_BASE 0xe0200340

ldr r0, =MP04_BASE @仅需要这一条伪指令

@对MP04CON 赋值

str r1, [r0, #0]

@对MP04DAT 赋值

str r1, [r0, #4]

注意：因为在这种使用方式中r0 保存的是外设寄存器基地址，所以不能随意改变。

3）C语言实现

此处有2个要点：

① 如何定义寄存器

A. 基础版

#define MP04CON (*(volatile unsigned int *)0xe0200340)

#define MP04DAT (*(volatile unsigned int *)0xe0200344)

完善：可以定义一个带参数宏简化上述操作

#define __REG(x) (*(volatile unsigned int *)(x))

#define MP04CON __REG(0xe0200340)

B. 进阶版

将GPIO分组定义为结构体

/*MP04*/

typedef struct

{

unsigned int MP0_4CON;

unsigned int MP0_4DAT;

unsigned int MP0_4PUD;

unsigned int MP0_4DRV;

unsigned int MP0_4CONPDN;

unsigned int MP0_4PUDPDN;

}mp0_4;

#define MP0_4 (*(volatile mp0_4 *)0xe0200340)

如此定义后，就可以在程序中做如下使用：

MP0_4.MP0_4CON = MP0_4.MP0_4CON & ~(0xffff << 16) | (0x1111 << 16);

② 灵活使用移位运算符，实现对寄存器的位控制