刘彦文《基于ARM的嵌入式系统原理及应用》第7章

7.1.2 与GPIO端口及其他寄存器相 关的S3C2440A/S3C2410A引脚信号
⒈ 与GPIO端口相关的S3C2440A/S3C2410A引脚 信号 端口A~端口J的数据寄存器GPADAT~GPJDAT， 与S3C2440A的130个引脚相关；端口A~端口H 的数据寄存器GPADAT~GPHDAT，与S3C2410A 的117个引脚相关。每个引脚可以设置的具体功 能及对应的引脚信号见7.3.1节。
7.1.1 GPIO端口及其他寄存器概述 I/O端口（Input/Output Port），也称为输入/ 输出端口。S3C2440A/S3C2410A I/O端口控制 器位于微处理器芯片内部。 ⒈ GPIO端口概述

S3C2410A有117个多功能输入/输出端口引脚， 分为如下8个端口： ·端口A（GPA）：23个输出引脚的端口； ·端口B（GPB）：11个输入/输出引脚的端口； ·端口C（GPC）：16个输入/输出引脚的端口； ·端口D（GPD）：16个输入/输出引脚的端口； ·端口E（GPE）：16个输入/输出引脚的端口； ·端口F（GPF）：8个输入/输出引脚的端口； ·端口G（GPG）：16个输入/输出引脚的端口； ·端口H（GPH）：11个输入/输出引脚的端口。
⑵ DCLK控制寄存器DCLKCON 只有在杂项控制寄存器MISCCR中，CLKSEL1、 CLKSEL0域选择了CLKOUT1、CLKOUT0输出引 脚使用DCLK1、DCLK0作为信号源，那么 DCLKCON中的参数才起作用。这些参数设置 DCLKn信号高、低电平的时间长度、DCLKn的 分频值等内容，见表7-37、表7-36。
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基于ARM的 嵌入式系统原理及应用
刘彦文 编著 2017年2月
第7章 GPIO端口及中断控制器
本课件的配套教材
《基于ARM的嵌入式系统原理及应用》
刘彦文
清华大学出版社 2017/2
第7章 GPIO端口及中断控制器
7.1 S3C2440A/S3C2410A GPIO端口及 其他寄存器概述、引脚信号

每个端口最多与4个寄存器相关，这些寄存器合 称为端口寄存器组。例如端口B，有端口B引脚 配置寄存器GPBCON、端口B数据寄存器 GPBDAT、端口B上拉（电阻）允许/禁止寄存器 GPBUP和1个保留寄存器，参见表7-4。

参见表7-5、表7-6、表7-7，对于端口B数据寄 存器GPBDAT，如果这个端口被配置成输入端口 ，那么对应引脚输入的状态，自动地保留在这 个寄存器中。CPU读GPBDAT寄存器中的数据就 相当于读对应引脚的状态。如果这个端口被配 置成输出端口，那么CPU写入数据寄存器 GPBDAT的数据，被自动地从对应引脚输出。端 口除了可以配置为输入/输出外，还可以配置为 某种事先定义好的功能，比如端口B的一些引脚 可以用作外部DMA请求（nXDREQ0、nXDREQ1 ）和响应（nXDACK0、nXDACK1）等信号。
⒉ 与其他寄存器相关的S3C2440A/S3C2410A 引脚信号 ⑴ 杂项控制寄存器MISCCR 在杂项控制寄存器MISCCR中，对下述引脚规定 了它们的信号方式： · SCKE、SCLK1和SCLK0引脚信号，是 S3C2440A/S3C2410A输出信号，在 SLEEP/Power_OFF模式用于保护SDRAM。在寄 存器MISCCR中规定了它们输出信号的方式，见 表7-36，参考表5-4。
SLEEP/Power_OFF是指S3C2440A的SLEEP或 S3C2410A的Power_OFF。 ⒉ 端口数据寄存器GPADAT~GPJDAT 如果端口被配置为输出端口，数据应该写到端 口数据寄存器的对应位；如果端口被配置为输 入端口，数据应该从端口数据寄存器的对应位 读出。

⒊ 端口上拉（电阻）允许/禁止寄存器 GPBUP~GPJUP 端口上拉（电阻）允许/禁止寄存器也称为端口 上拉允许/禁止寄存器。 端口上拉允许/禁止寄存器控制每个端口上拉电 阻允许/禁止。当对应位为0时，引脚的上拉电 阻被允许；当对应位为1时，上拉电阻被禁止。 ⒋ 杂项控制寄存器 杂项（miscellaneous）控制寄存器对数据总线 端口DATA[31:16]、DATA[15:0]上拉电阻、 USB pad和CLKOUT等进行选择。
7.2 S3C2440A/S3C2410A GPIO端口控制
⒈ 端口引脚配置寄存器GPACON~GPJCON 在S3C2440A/S3C2410A中，很多引脚具有多种 功能。因此对每个引脚，要求确定哪一种功能 被选择。端口引脚配置寄存器 GPACON~GPJCON用于确定每个引脚的功能。 如果GPF0~GPF7和GPG0~GPG7在 SLEEP/Power_OFF模式用作唤醒信号，那么这 些端口应该配置成中断模式。
⒉ 其他寄存器概述 在7.3.2节，讲述了特殊功能寄存器中的另外一 些寄存器，这些寄存器控制某些时钟信号、外 部中断请求信号的方式、外部中断屏蔽与否等 等。包括：杂项控制寄存器MISCCR、DCLK控 制寄存器DCLKCON、外部中断控制寄存器 EXTINT0~EXTINT2、外部中断滤波器寄存器 EINTFLT2和EINTFLT3、外部中断屏蔽寄存器 EINTMASK、外部中断登记寄存器EINTPEND和 通用状态寄存器GSTATUS0~GSTATUS4等。
⑷ 外部中断滤波器寄存器EINTFLT2和EINTFLT3 EINTFLT2和EINTFLT3规定了 S3C2440A/S3C2410A外部中断请求输入引脚 EINT16~EINT23，所使用的滤波宽度和可选择 的滤波器时钟，见表7-41、表7-42。
⑸ 外部中断屏蔽寄存器EINTMASK 对S3C2440A/S3C2410A外部中断请求引脚 EINT23~EINT4，规定了哪一个被屏蔽或允许 中断，见表7-43。 ⑹ 外部中断登记寄存器EINTPEND 对S3C2440A/S3C2410A外部中断请求引脚 EINT23~EINT4请求信号进行登记，1为有请求 ，见表7-44。
7.4.2 GPIO端口初始设置举例 加电或Reset后，U-Boot对GPIO端口初始设置 见例7.2。 【例7.2】 U-Boot对GPIO端口的设置。以下代 码是U-Boot针对SMDK2410评估板，设置I/O端 口的一个例子。寄存器定义在另外的文件中， 没有列出。 (见P277)
7.4.3 GPIO端口应用程序举例 例7.3中给出了通过对寄存器读、写，读入引脚 信号状态及输出到引脚高低电平的代码。 【例7.3】 以下举例程序中，端口E、端口F作为 普通I/O端口使用，其中端口E的GPE3引脚输出 控制一个LED指示灯、GPE4引脚输出控制一个 蜂鸣器，如图7.2所示；端口F用作并行数据输 入，若端口F对应的引脚上有一位是低电平时， 则蜂鸣器发声，LED灯亮。 (见P278)
7.3 S3C2440A/S3C2410A GPIO端口特殊功能寄存器
7.3.1 端口A~端口J寄存器组(见P259-267) 7.3.2 其他寄存器(见P267-275)
7.4 S3C2410A GPIO端口定义、 设置、应用程序举例
7.4.1 GPOI端口特殊功能寄存器在程序中定义 在嵌入式系统中能够使用C语言编程对特殊功能 寄存器进行读写，但是应该先定义后读写。每 个特殊功能寄存器都有一个固定地址，通常要 在.h文件中映射特殊功能寄存器的地址。方法 是对每个特殊功能寄存器对应的地址，用预处 理命令define加以定义。

以下例7.1仅仅列出了对GPIO端口部分寄存器地 址定义的方法，对所有特殊功能寄存器的定义 方法与此相同。另外还有其他对GPIO端口寄存 器定义的方法，此处不再列出。 【例7.1】 以下定义方法一的代码取自测试程序 2410addr.h，方法二的代码取自µC/OS-Ⅱ的 gpio.h，方法三的代码取自Linux的archs3c2410/s3c2410.h。 (见P275-277)
⑺ 通用状态寄存器GSTATUS0~GSTATUS4 这些寄存器中，可以读取的 S3C2440A/S3C2410A的引脚状态有： · nWAIT，存储器要求等待（扩展当前总线周 期）信号，输入，见表7-45，参考表5-3。 · NCON，Nand Flash配置状态，输入，见表745。 · RnB，Nand Flash Ready/Busy输入信号，见 表7-45。 · nBATT_FLT，电池状态引脚输入信号，见表 7-45，参考表6-2。
⑶ 外部中断控制寄存器EXTINT0~EXTINT2 EINT0~EINT23是S3C2440A/S3C2410A外部中 断请求信号输入引脚，在外部中断控制寄存器 EXTINT0~EXTINT2中，可以设置请求信号方式 （低电平、高电平、下降沿、上升沿、2个沿） ，见表7-38、表7-39和表7-40。



S3C2440A有130个多功能输入/输出端口引脚， 分为9个端口，比S3C2410A多1个端口J，另外 端口A多了2位（保留，没使用）。端口A~端口 H功能引脚含义与S3C2410A基本相同。 · 端口J（GPJ）：13个输入/输出引脚的端口。 上述GPA~GPJ中的GP，表示General Purpose（ 通用）。 上述端口，也称GPIO（General Purpose Input Output，通用输入输出）端口。


在端口B引脚配置寄存器GPBCON中设置不同的 值，选择了端口B数据寄存器作为输入、输出或 某种功能被使用。 端口B上拉（电阻）允许/禁止寄存器GPBUP中 的值，选择了微处理器片内连接到端口B引脚的 上拉（电阻）功能允许或禁止。



对于可能遇到的各种各样的系统配置和设计要 求，每个端口可以由软件方便地设置。要求在 运行主程序前，对被使用的每个引脚，定义使 用哪一种功能或定义作为输入、输出使用。 为了避免出现问题，初始引脚状态被适当地配 置，初始引脚状态指复位后硬件自动设置的状 态。之后允许程序对引脚功能进行配置。 初始引脚状态在7.3.1节各引脚配置寄存器中， 以信号名带有下划线来表示。
⒍ SLEEP/Power_OFF模式与I/O端口 在SLEEP/Power_OFF模式，所有GPIO寄存器值 被保留。 外部中断屏蔽寄存器EINTMASK不能阻止从 SLEEP/Power_OFF模式中唤醒。但是，如果 EINTMASK正屏蔽着EINT[15:4]中的一个，虽然 唤醒能够被操作，但源登记寄存器SRCPND中的 EINT4_7和EINT8_23位，在刚刚唤醒后将不设 置为1。
· nRSTOUT为外部设备Reset引脚信号，是 S3C2440A/S3C2410A输出信号，由nRESET & nWDTRST（看门狗Reset）& SW_RESET（软 件Reset）形成，在寄存器MISCCR中可以设置 软件Reset，见表7-36，参考表6-2。 · CLKOUT1、CLKOUT0引脚信号，是 S3C2440A/S3C2410A输出信号，信号源可由寄 存器MISCCR控制，分别从6个时钟信号中各选 择1个作为输出，见表7-36，参考表6-2。 · 引脚DATA[15:0]、DATA[31:16]，由寄存器 MISCCR规定了允许/禁止使用上拉电阻，见表 7-36，参考表5-3。
⒌ 外部中断控制寄存器EXTINTn和外部中断滤波 器寄存器EINTFLTn S3C2440A/S3C2410A的24个外部中断可以由各 种信号方式提出请求。由外部中断控制寄存器 EXTINTn配置的外部中断请求信号方式有：低 电平触发、高电平触发、下降沿触发、上升沿 触发以及2个沿都触发。 EINT23~EINT16 8个外部中断引脚有数字滤波 ，参见7.3.2节外部中断滤波器寄存器EINTFLT2 和EINTFLT3。 只有16个EINT引脚EINT[15:0]在 SLEEP/Power_OFF模式可以用作唤醒源。