Cortex-M3基礎(chǔ)學(xué)習(xí)
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因?yàn)轫?xiàng)目所需，所以不得不開始研究M3，我用的是NXP公司的LPC1768這個芯片，它是具有三級流水線的哈佛結(jié)構(gòu)，帶獨(dú)立的本地指令和數(shù)據(jù)總線以及用于外設(shè)的稍微低性能的第三條總線，還包含一個支持隨機(jī)跳轉(zhuǎn)的內(nèi)部預(yù)取指單元。好了，今天只是初步測試一下它的GPIO功能，所謂的GPIO也就是通用輸入/輸出口(General Purpose Input Output)，萬丈高樓平地起，慢慢來吧。實(shí)驗(yàn)的原理圖很簡單，就是幾個LED燈，關(guān)于燈的電流及電壓參數(shù)，這里不作詳細(xì)介紹，有興趣的可以到網(wǎng)上或供應(yīng)商那里要一份數(shù)據(jù)手冊看一下，做技術(shù)的不能懶，有些東西該看的還是要看的。
圖1 硬件原理圖
硬件原理圖很簡單了，74LVC244是用來驅(qū)動LED的，74LVC244內(nèi)部就是8個三態(tài)門，關(guān)于它的詳細(xì)電氣參數(shù)，請參閱它的數(shù)據(jù)手冊。關(guān)于程序也不是太難，有幾個地方要說一下。即然是GPIO實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然要關(guān)注GPIO的配置了，由于大部分引腳都具有一個以上功能，所以首先要配置引腳功能寄存器PINSEL，只有當(dāng)引腳配置為GPIO功能時，GPIO的方向位才有效，對于其它功能來說，方向是自動的。關(guān)于引腳功能寄存器PINSEL功能如下表所示：
PINSEL0~PINSEL9的值功能復(fù)位后的值
00默認(rèn)功能，通常為GPIO口00
01第一個可選功能
10第二個可選功能
11第三個可選功能
PINSEL寄存器每兩位控制一個引腳，由于各個引腳的功能不一樣，所以PINSEL0~PINSEL9的配置也相應(yīng)的有所不同，想詳細(xì)了解這10個寄存器的功能可以參看《user.manual.lpc17xx》，這個手冊可以到NXP的網(wǎng)站上去下載。由于這次實(shí)驗(yàn)只是用到GPIO功能，所以暫時不用管這個寄存器，用它的默認(rèn)值就可以了。
另一個寄存器是引腳模式選擇寄存器PINMODE，它控制所有端口的工作模式，包括是否配置上拉/下拉電阻和特定的開漏操作模式等。引腳模式選擇寄存器PINMODE的功能如下表所示：
PINMODE0~PINMODE9的值功能復(fù)位后的值
00引腳使能片內(nèi)上拉電阻00
01中斷模式
10引腳沒有使能片內(nèi)上拉/下拉電阻
11引腳使能下拉電阻
當(dāng)引腳處于邏輯高電平時，中繼模式使能上拉電阻，當(dāng)引腳處于邏輯低電平時，使能下拉電阻，當(dāng)引腳配置為輸入且不是通過外部驅(qū)動時，引腳將保持上一個已知狀態(tài)。PINMODE_0D寄存器控制寄存器的開漏模式，引腳配置為輸出且值為0時，開漏模式會正常地將引腳電平拉低。但是如果輸出引腳為1，則引腳輸出驅(qū)動關(guān)閉，等同于改變了引腳的方向，實(shí)際上是模擬了一個開漏輸出。
PINMODE_0D0~PINMODE_0D4的值功能復(fù)位后的值
00引腳處于正常模式(非開漏模式)00
01引腳處于開漏模式
除了以上兩個寄存器要配置，與GPIO端口相關(guān)的寄存器還有快速端口值寄存器FIOPIN可以用來讀/寫端口的值，端口輸出置位寄存器FIOSET，當(dāng)這個寄存器的相應(yīng)位置1時，相應(yīng)端口引腳輸出1，當(dāng)然也可以從這個寄存器讀取當(dāng)前引腳輸出的值，與它對應(yīng)的寄存器是FIOCLR，當(dāng)寄存器FIOCLR相應(yīng)位置1時，相應(yīng)引腳輸出0，但這個寄存器是只寫寄存器，不能讀取數(shù)據(jù)。好了，關(guān)于這些寄存器先總結(jié)到這，詳細(xì)的配置還要看LPC1768的用戶手冊《user.manual.lpc17xx》，當(dāng)然也可以經(jīng)常去NXP網(wǎng)站逛逛看看其它的handbook或whitepaper 好了，下面給出實(shí)驗(yàn)程序，由于程序太多，只給出部分，剩下的源文件可以到工程文件夾中去找：
/*****************************************************************
****************
文件名稱：mian.c
功 能： 主要調(diào)度函數(shù)及應(yīng)用函數(shù)
編譯環(huán)境： MDKV4.12
時 鐘： 外部12Mhz
日 期： 11/08/16
作 者： 懶貓愛飛
備 注：NULL
---------------------------------------------------------------------------------
修改內(nèi)容：NULL
修改日期：XXXX年xx月xx日 xx時xx分
修改人員：xxx xxx xxx
***************************************************************
*******************/
#include"main.h"
volatile unsigned lONg SysTickCnt; /* 用于系統(tǒng)時鐘計(jì)數(shù)*/
/**************************************************************
******************
* 函數(shù)名稱：void SysTick_Handler (void)
* 函數(shù)功能： 系統(tǒng)節(jié)拍定時器中斷函數(shù)，每1ms計(jì)數(shù)一次
* 入口參數(shù)： 無
* 出口參數(shù)： 無
* 備 注：無
**************************************************************
*****************/
void SysTick_Handler (void)
{
SysTickCnt++;
}
/***************************************************************
*****************
* 函數(shù)名稱：void Delay (unsigned long tick)
* 函數(shù)功能： 毫秒級延時函數(shù)
* 入口參數(shù)： unsigned long tick -- 延時時長
* 出口參數(shù)： 無
* 備 注：無
**************************************************************
*****************/
void DelayMs (unsigned long tick)
{
unsigned long systickcnt;
systickcnt = SysTickCnt;
while ((SysTickCnt - systickcnt) tick);
}
/***************************************************************
*****************
* 函數(shù)名稱：void PortInit(void)
* 函數(shù)功能： 端口初始化
* 入口參數(shù)： 無
* 出口參數(shù)： 無
* 備 注：無
*************************************************************
**
****************/
void PortInit(void)
{
GPIO1->FIODIR = 0xB0000000; /* LEDs on PORT1 defined as Output */
GPIO2->FIODIR = 0x0000007C; /* LEDs on PORT2 defined as Output */
Led1Off(); /* 初始化時熄滅所有的燈*/
Led2Off();
Led3Off();
Led4Off();
Led5Off();
Led6Off();
Led7Off();
Led8Off();
}
/*************************************************************
*
******************
* 函數(shù)名稱：int main(void)
* 函數(shù)功能： 主函數(shù)
* 入口參數(shù)： 無
* 出口參數(shù)： 無
* 備 注：無
***************************************************************
****************/
int main(void)
{
SystemInit(); /* 系統(tǒng)初始化，函數(shù)在system_LPC17xx.c文件夾中定義*/
SysTick_Config(SystemFrequency/1000 - 1); /* 配置時鐘中斷，每1ms中斷一次*/
/* 在core_cm3.h中定義*/
PortInit(); /* 端口初始化*/
while(1)
{
Led1On(); //LED1開
Led4On(); //LED4 開
DelayMs(200);
Led1Off(); //LED1關(guān)
Led4Off(); //LED4關(guān)
DelayMs(200);
}
}
因?yàn)槌绦蚴亲罨A(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，所以不是太難，程序中延時函數(shù)用的是系統(tǒng)節(jié)拍定時器，每1m中斷一次，系統(tǒng)節(jié)拍定時器的中斷配置函數(shù)是SysTick_Config(uint32_t ticks)它在core_cm3.h中有定義，有興趣的話可以看看。GPIO是一個結(jié)構(gòu)體指針，原型在LPC17XX.H這個頭文件中，其定義的原型如下所示：
typedef struct
{
__IO uint32_t FIODIR;
uint32_t RESERVED0[3];
__IO uint32_t FIOMASK;
__IO uint32_t FIOPIN;
__IO uint32_t FIOSET;
__O uint32_t FIOCLR;
} GPIO_TypeDef;
還有幾個宏定義，如下所示：
1)、#define GPIO1 (( GPIO_TypeDef *) GPIO1_BASE)
上面這個宏是把GPIO1指向芯片GPIO1的基址上，
2)、#define GPIO1_BASE (GPIO_BASE + 0x00020)
3)、#define GPIO_BASE (0x2009C000UL)
這三個宏就把GPIO的基址定義了出來，關(guān)于LPV1768內(nèi)部地址的分配情況，可以參看它的數(shù)據(jù)手冊，也可參考一下《ARM Cortex-M3 權(quán)威指南》。
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