6410 gpio

2 下面来看看tiny6410关于LED的原理图如图（1）所示：

 

                                                                   图1    LED原理图

3 LED实例，代码如下所示:(代码摘自\光盘4\实验代码\3-3-1\src\main.c)

 main.c

[cpp] view plaincopy

1. /********************************************************** 
2. *实验要求：   用Tiny6410上的4个LED资源实现跑马灯程序。 
3. *功能描述：   Tiny6410用下面4个引脚连接了LED发光二极管，分别是 
4. *             GPK4--LED1 
5. *             GPK5--LED2 
6. *             GPK6--LED3 
7. *             GPK7--LED4 
8. *             本程序将控制这四个管脚的输出电平，实现跑马灯的效果  
9. *日    期：   2011-3-10 
10. *作    者：   国嵌 
11. **********************************************************/  
12. #include "def.h"  
13. #include "gpio.h"  
14.   
15. #define LED1_ON   ~(1<<4)  
16. #define LED2_ON   ~(1<<5)  
17. #define LED3_ON   ~(1<<6)  
18. #define LED4_ON   ~(1<<7)  
19.   
20. #define LED1_OFF   (1<<4)  
21. #define LED2_OFF   (1<<5)  
22. #define LED3_OFF   (1<<6)  
23. #define LED4_OFF   (1<<7)  
24. #define LEDALL_OFF (0xf<<4)  
25.   
26. //GPIO  
27. #define GPIO_BASE               (0x7F008000)  
28. //oGPIO_REGS类型在 gpio.h 中定义  
29. #define GPIO       (( volatile oGPIO_REGS *)GPIO_BASE)  
30.   
31. //函数声明  
32. void delay(int times);  
33. void LedPortInit(void);  
34. void LedRun(void);  
35.   
36. /* 
37.  * 程序入口 
38.  * */  
39. int main(void)  
40. {     
41.     LedPortInit();  
42.     LedRun();  
43. }  
44.   
45. /* 
46.  * 延时函数 
47.  * */  
48. void delay(int times)  
49. {  
50.     int i;  
51.     for(;times>0;times--)  
52.       for(i=0;i<3000;i++);  
53. }  
54.   
55. /* 
56.  *   初始化连接LED灯的管脚资源 
57.  * @ 通过将GPIO_BASE强制转化为(volatile oGPIO_REGS*)型的指针可以很方便 
58.  * 的访问各个GPIO寄存器的值，这种方法比通过使用寄存器地址的宏定义访问 
59.  * 寄存器单元更加规范和科学。 
60.  * */    
61. void LedPortInit(void)  
62. {  
63.     u32 uConValue;  
64.     uConValue = GPIO->rGPIOKCON0;  
65.     uConValue &= ~(0xffff<<16);  
66.     uConValue |= 0x1111<<16;  
67.     GPIO->rGPIOKCON0 = uConValue;              
68. }  
69.   
70. /* 
71.  *   跑马灯的实现函数 
72.  * @ 通过控制连接LED的管脚的输出电平点亮和熄灭各个LED。 
73.  * @ 逐个循环点亮各个LED。在每点亮一个后保持一定时间再熄灭它，接着 
74.  * 点亮下一个LED，这样就形成了一个跑马灯的效果。 
75.  * @ 这是一个需要改善的跑马灯程序，想想怎么优化这段代码。 
76.  * */  
77. void LedRun(void)  
78. {  
79.     GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  
80.     while(1)  
81.     {  
82.         GPIO->rGPIOKDAT &= LED1_ON;     
83.         delay(1000);  
84.         GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  
85.   
86.         GPIO->rGPIOKDAT &= LED2_ON;  
87.         delay(1000);  
88.         GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  
89.   
90.         GPIO->rGPIOKDAT &= LED3_ON;  
91.         delay(1000);  
92.         GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  
93.   
94.         GPIO->rGPIOKDAT &= LED4_ON;  
95.         delay(1000);  
96.         GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  
97.     }  
98. }  

4 程序代码分析：

    首先来看一下宏定义部分：#define GPIO_BASE (0x7F008000)  ，此处定义了GPIO所有相关寄存器的初始地址，由芯片手册S3C6410X.pdf，第308页可以得到此地址。以下为手册截图。由下图2可以看出，GPIO相关寄存器的初始地址即为GPACON的地址0x7F008000。

                                                          图2 GPIO的内存映射地址

    了解#define GPIO     (( volatile oGPIO_REGS *)GPIO_BASE)之前我们先来看看oGPIO_REGS的定义（代码摘自\光盘4\实验代码\3-3-1\src\peripheral\gpio.h）

gpio.h

[cpp] view plaincopy

1. #ifndef __GPIO_H__  
2. #define __GPIO_H__  
3.   
4. #ifdef __cplusplus  
5. extern "C" {  
6. #endif  
7.   
8. #include "def.h"  
9.   
10. typedef struct tag_GPIO_REGS  
11. {  
12.     u32 rGPIOACON;          //0x7F008000  
13.     u32 rGPIOADAT;  
14.     u32 rGPIOAPUD;  
15.     u32 rGPIOACONSLP;  
16.     u32 rGPIOAPUDSLP;  
17.     u32 reserved1[3];  
18.       
19.     u32 rGPIOBCON;          //0x7F008020  
20.     u32 rGPIOBDAT;  
21.     u32 rGPIOBPUD;  
22.     u32 rGPIOBCONSLP;  
23.     u32 rGPIOBPUDSLP;     
24.     u32 reserved2[3];  
25.           
26.     u32 rGPIOCCON;          //0x7F008040  
27.     u32 rGPIOCDAT;  
28.     u32 rGPIOCPUD;  
29.     u32 rGPIOCCONSLP;  
30.     u32 rGPIOCPUDSLP;     
31.     u32 reserved3[3];  
32.           
33.     u32 rGPIODCON;          //0x7F008060  
34.     u32 rGPIODDAT;  
35.     u32 rGPIODPUD;  
36.     u32 rGPIODCONSLP;  
37.     u32 rGPIODPUDSLP;     
38.     u32 reserved4[3];  
39.           
40.     u32 rGPIOECON;          //0x7F008080  
41.     u32 rGPIOEDAT;  
42.     u32 rGPIOEPUD;  
43.     u32 rGPIOECONSLP;  
44.     u32 rGPIOEPUDSLP;     
45.     u32 reserved5[3];  
46.           
47.     u32 rGPIOFCON;          //0x7F0080A0  
48.     u32 rGPIOFDAT;  
49.     u32 rGPIOFPUD;  
50.     u32 rGPIOFCONSLP;  
51.     u32 rGPIOFPUDSLP;     
52.     u32 reserved6[3];  
53.           
54.     u32 rGPIOGCON;          //0x7F0080C0  
55.     u32 rGPIOGDAT;  
56.     u32 rGPIOGPUD;  
57.     u32 rGPIOGCONSLP;  
58.     u32 rGPIOGPUDSLP;     
59.     u32 reserved7[3];  
60.       
61.     u32 rGPIOHCON0;         //0x7F0080E0  
62.     u32 rGPIOHCON1;  
63.     u32 rGPIOHDAT;  
64.     u32 rGPIOHPUD;  
65.     u32 rGPIOHCONSLP;  
66.     u32 rGPIOHPUDSLP;     
67.     u32 reserved8[2];  
68.   
69.     u32 rGPIOICON;          //0x7F008100  
70.     u32 rGPIOIDAT;  
71.     u32 rGPIOIPUD;  
72.     u32 rGPIOICONSLP;  
73.     u32 rGPIOIPUDSLP;     
74.     u32 reserved9[3];  
75.   
76.     u32 rGPIOJCON;          //0x7F008120  
77.     u32 rGPIOJDAT;  
78.     u32 rGPIOJPUD;  
79.     u32 rGPIOJCONSLP;  
80.     u32 rGPIOJPUDSLP;     
81.     u32 reserved10[3];  
82.       
83.     u32 rGPIOOCON;          //0x7F008140  
84.     u32 rGPIOODAT;  
85.     u32 rGPIOOPUD;  
86.     u32 rGPIOOCONSLP;  
87.     u32 rGPIOOPUDSLP;     
88.     u32 reserved11[3];    
89.   
90.     u32 rGPIOPCON;          //0x7F008160  
91.     u32 rGPIOPDAT;  
92.     u32 rGPIOPPUD;  
93.     u32 rGPIOPCONSLP;  
94.     u32 rGPIOPPUDSLP;     
95.     u32 reserved12[3];  
96.   
97.     u32 rGPIOQCON;          //0x7F008180  
98.     u32 rGPIOQDAT;  
99.     u32 rGPIOQPUD;  
100.     u32 rGPIOQCONSLP;  
101.     u32 rGPIOQPUDSLP;     
102.     u32 reserved13[3];    
103.   
104.     u32 rSPCON;             //0x7F0081A0  
105.     u32 reserved14[3];  
106.     u32 rMEM0CONSTOP;       //0x7F0081B0  
107.     u32 rMEM1CONSTOP;       //0x7F0081B4  
108.     u32 reserved15[2];  
109.     u32 rMEM0CONSLP0;       //0x7F0081C0  
110.     u32 rMEM0CONSLP1;       //0x7F0081C4  
111.     u32 rMEM1CONSLP;        //0x7F0081C8  
112.     u32 reserved;  
113.     u32 rMEM0DRVCON;        //0x7F0081D0  
114.     u32 rMEM1DRVCON;        //0x7F0081D4  
115.     u32 reserved16[10];  
116.   
117.     u32 rEINT12CON;         //0x7f008200  
118.     u32 rEINT34CON;         //0x7f008204  
119.     u32 rEINT56CON;         //0x7f008208  
120.     u32 rEINT78CON;         //0x7f00820C  
121.     u32 rEINT9CON;          //0x7f008210  
122.     u32 reserved17[3];  
123.   
124.     u32 rEINT12FLTCON;      //0x7f008220  
125.     u32 rEINT34FLTCON;      //0x7f008224  
126.     u32 rEINT56FLTCON;      //0x7f008228  
127.     u32 rEINT78FLTCON;      //0x7f00822C  
128.     u32 rEINT9FLTCON;       //0x7f008230  
129.     u32 reserved18[3];  
130.   
131.     u32 rEINT12MASK;        //0x7f008240  
132.     u32 rEINT34MASK;        //0x7f008244  
133.     u32 rEINT56MASK;        //0x7f008248  
134.     u32 rEINT78MASK;        //0x7f00824C  
135.     u32 rEINT9MASK;         //0x7f008250  
136.     u32 reserved19[3];    
137.   
138.     u32 rEINT12PEND;        //0x7f008260  
139.     u32 rEINT34PEND;        //0x7f008264  
140.     u32 rEINT56PEND;        //0x7f008268  
141.     u32 rEINT78PEND;        //0x7f00826C  
142.     u32 rEINT9PEND;         //0x7f008270  
143.     u32 reserved20[3];            
144.   
145.     u32 rPRIORITY;          //0x7f008280  
146.     u32 rSERVICE;           //0x7f008284  
147.     u32 rSERVICEPEND;       //0x7f008288  
148.     u32 reserved21;  
149.   
150.     u32 reserved22[348];  
151.       
152.     u32 rGPIOKCON0;         //0x7f008800  
153.     u32 rGPIOKCON1;         //0x7f008804  
154.     u32 rGPIOKDAT;          //0x7f008808  
155.     u32 rGPIOKPUD;          //0x7f00880c  
156.   
157.     u32 rGPIOLCON0;         //0x7f008810  
158.     u32 rGPIOLCON1;         //0x7f008814  
159.     u32 rGPIOLDAT;          //0x7f008818  
160.     u32 rGPIOLPUD;          //0x7f00881c  
161.   
162.     u32 rGPIOMCON;          //0x7f008820  
163.     u32 rGPIOMDAT;          //0x7f008824  
164.     u32 rGPIOMPUD;          //0x7f008828      
165.     u32 reserved23;  
166.   
167.     u32 rGPIONCON;          //0x7f008830  
168.     u32 rGPIONDAT;          //0x7f008834  
169.     u32 rGPIONPUD;          //0x7f008838      
170.     u32 reserved24;  
171.   
172.     u32 reserved25[16];  
173.   
174.     u32 rSPCONSLP;          //0x7f008880  
175.   
176.     u32 reserved26[31];       
177.   
178.     u32 rEINT0CON0;         //0x7f008900  
179.     u32 rEINT0CON1;         //0x7f008904  
180.     u32 reserved27[2];  
181.   
182.     u32 rEINT0FLTCON0;      //0x7f008910  
183.     u32 rEINT0FLTCON1;      //0x7f008914  
184.     u32 rEINT0FLTCON2;      //0x7f008918  
185.     u32 rEINT0FLTCON3;      //0x7f00891c  
186.     u32 rEINT0MASK;         //0x7f008920  
187.     u32 rEINT0PEND;         //0x7f008924  
188.     u32 reserved28[2];  
189.     u32 rSLPEN;             //0x7f008930  
190.   
191. }   
192. oGPIO_REGS;  
193.   
194. #ifdef __cplusplus  
195. }  
196. #endif  
197.   
198. #endif //__GPIO_H__  

 

    由此可以看出oGPIO_REGS为一结构体，(( volatile oGPIO_REGS *)GPIO_BASE)为指向此结构体的指针，该指针即GPIO指向的初始地址为GPIO_BASE（0x7F008000）,通过使用此指针，可以遍历到从GPIO_BASE地址（0x7F008000）开始到0x7F008930地址处的所有寄存器。注意：上面结构体中所有元素，类型都是u32类型的，刚好四个字节，同时，由图2可知，如GPACON和GPADAT等寄存器地址都相差4，对于这段连续地址，如若中间没有对应某个寄存器，则用某些u32类型的数组填充，如u32 reserved1[3]等等。

下面开始看main.c中的main函数，main函数主要完成两个步骤，（1）LED初始化（LedPortInit()），（2）点亮LED(LedRun()).   

LED初始化：

GPK总共有16个引脚，而每个引脚需要GPIO控制寄存器（GP*CON）使用4位来控制IO管脚的功能，即4*16=64位来控制所有GPK组的16个引脚。所以需要GPK使用了两个控制寄存器，GPKCON0和GPKCON1,从图1所示，我们使用的是GPK4,GPK5,GPK6,GPK7来控制LED灯的点亮与熄灭，所以此处我们只需使用GPKCON0来将GPK4,GPK5,GPK6,GPK7设置成输出功能。如图3所示，GPKCON寄存器配置如下：

                                                                         图3 GPKCON寄存器配置图

配置代码如下：

1 .       u32 uConValue;

2 .       uConValue = GPIO->rGPIOKCON0;

3 .       uConValue &= ~(0xffff<<16);      0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111

4 .       uConValue |= 0x1111<<16;

5 .       GPIO->rGPIOKCON0 = uConValue;

    首先我们要知道，在控制某个管脚的时候，我们不能去改变其它不使用管脚的状态，第二行获得GPKCON此时的状态将其赋给uConValue，第三行用于将GPKCON的高16位清零，低16位不变；第四行用于将GPKCON的高16为变为0001 0001 0001 0001（即GPK4,GPK5,GPK6,GPK7管脚都设置为输出模式），低16为仍然不变。最后将此值赋回到GPKCON寄存器当中。至此，完成整个LED的初始化工作。

点亮LED:注意GPKDAT为16位寄存器，虽然由gpio.h中看到rGPIOKDAT为32位，只是相当于我们忽略了其中的高16位，因为数据是从低地址往高地址处依次存放的。

GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;    //4个灯全灭

         while(1)
         {
                 GPIO->rGPIOKDAT &= LED1_ON;         //GPK4管脚的灯亮
                 delay(1000);
                 GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;   //GPK4管脚的灯灭

                 GPIO->rGPIOKDAT &= LED2_ON;      //GPK5管脚的灯亮
                 delay(1000);
                 GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  //GPK4管脚的灯灭

                 GPIO->rGPIOKDAT &= LED3_ON;     //GPK6管脚的灯亮
                 delay(1000);
                 GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  //GPK4管脚的灯灭

                 GPIO->rGPIOKDAT &= LED4_ON;   //GPK7管脚的灯亮
                 delay(1000);
                 GPIO->rGPIOKDAT |= LEDALL_OFF;  //GPK4管脚的灯灭
  }

 

首先通过如下宏定义来表明LED的亮与灭。

#define LED1_ON   ~(1<<4)           执行步骤:1<<4  -> ~(1<<4) ,对应步骤为：0000 0000 0000 0001->0000 0000 0001 0000->1111 1111 1110 1111
#define LED2_ON   ~(1<<5)          
#define LED3_ON   ~(1<<6)
#define LED4_ON   ~(1<<7)

#define LED1_OFF   (1<<4)         执行步骤：1<<4         对应步骤为：0000 0000 0000 0001->0000 0000 0001 0000
#define LED2_OFF   (1<<5)
#define LED3_OFF   (1<<6)
#define LED4_OFF   (1<<7)
#define LEDALL_OFF (0xf<<4)     执行步骤：0xf<<4， 对应步骤为：0000 0000 0000 1111->0000 0000 1111 0000

 

下面完成整个程序的运行步骤：

1 打开rvds

 

  新建一个空的arm可执行镜像LED：

在E:\tiny6410下自动多出一个LED目录

目录下自动创建了如下一些文件及文件夹：

 

将src目录和6410_scatter.txt拖入LED目录下：

将src下的代码直接拖入rvds：

得到如下添加代码后的工程，并打开main函数。

开始配置工程：

1 在汇编过程中选择处理器型号ARM1176JZF-S

2 在编译中选择处理器型号ARM1176JZF-S

3 在链接过程中选择scattered，文件选择scattered.txt

保存后，编译程序，出现如下错误：

解决方法：在配置框中的汇编的预处理中做如下设置：

然后点击Add，将VIC_MODE预处理值设为1：

保存后重新编译，编译通过，在Debug目录下会多出一个LED.axf文件，此文件为要运行在开发板的文件。

现在开始通过JLINK来调试开发板。首先链接开发板与jlink线。

将开发板上的S2拨到Nand Flash启动那一侧，开启开发板电源，在超级终端上快速按下回车键，让U-Boot停留在功能选单上，不要让它进入Linux系统，如下图所示：

 

 在XP里，点击开始菜单，选择程序->SEGGER->J-Link ARM V4.10i->J-Link GDB Server，启动画面如下所示：

上图表明jlink已经正确链接上了。

然后需要配置AXD Debugge，让它使用J-Link来调试，通过以下方法启动AXD Debugger

启动AXD Debugger后，在AXD Debugger主界面上打开主菜单的Options -> Configure Target，在弹出的Choose Target对话框中，点击Add, 将会弹出文件选择对话框，在文件打开对话框中，定位到J-Link的安装目录（默认是E:\Program Files\SEGGER\JLinkARM_V410i），在目录中选择JLinkRDI.dll打开即可，如下图所示：

可能AXD会提示找不到JLinkARM.DLL，如下图所示：

解决方法是：先不理会这个对话框，打开我的电脑，再次定位到J-Link的安装目录（默认是E:\Program Files\SEGGER\JLinkARM_V410i），将其中的JLinkARM.DLL文件拷贝到RVDS的安装目录下的Bin目录下(默认是C:\Program Files\ARM\ADSv1_2\Bin)，再在上面的对话框上点击“确定”即可。

下面通过File->Load  image,载入LED.axf文件，进行调试。