在.Net Micro Framework中如何有效的访问硬件？

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1.GPIO

通常来说，一块MCU要与周边环境进行交流，使用GPIO(General Purpose Input/Output)无疑是最常用的方式。一个GPIO口在被初始化之后可以被用于输入或输出的通道。一个GPIO口可以由两种状态来描述 - 低（约为0伏）和高（通常认为是3.3伏的正向电压）。

在.Net Micro Framework中，GPIO的状态被定义为布尔型，false->低, true->高。

Tips这里说的低(0伏)和高(3.3伏)是指你在设置GPIO的时候，实际加在GPIO口的电压。而在考虑输入的时候一般1v以下会被认为是逻辑低，1.7~5.5伏通常认为是逻辑高。超过5.5的电压是如果不加保护电路通常是会损坏你的硬件的。

1.1输出

在Microsoft.SPOT.Hardware命名空间下，你可以找到OutputPort类，它继承自Microsoft.SPOT.Hardware.Port---一个用于描述GPIO的基础类。

定义OutputPort一般都会初始化一个默认值(true代表高，false表示低)。

OutputPort outputPort = new OutputPort(MyPins.StatusLED, true);

/*第一个参数是枚举类型Microsoft.SPOT.Hardware.Cpu.Pin，不过为了使你的代码更灵活，非常建议你使用自己封装的类来绑定CPU的管脚名称和GPIO口的编号。*/

接着，outputPort的Write和Read方法就可以使用了，Write方法控制了管脚的电平状态，Read方法用于返回当前状态，也即上一次设置的状态。

下面的例子用于让自定义pin的led按1hz的频率闪烁（实际上是亮暗各0.5s左右）。





1.2 输入

和OutputPort相类似，Microsoft.SPOT.Hardware.InputPort扮演了输入的功能。它同样继承自Microsoft.SPOT.Hardware.Port。下面的例子演示了如何在一个无限循环中轮询inputPort的状态。





另外,还有一个可以在运行时动态改变状态地逻辑端口Tristate Port。听名字似乎是三态端口，不过事实上目前它只能在高和低之间切换。

1.3 中断

如果你仅仅只是想等待一个按键的按下，那么使用前面那种使用无限循环的方式来读取输入口的状态的办法，无疑显得太耗了点，我们不并希望Cpu总是处于这么忙碌的状态，比如某些状况下（例如电池）。我们只是希望某些外部消息和请求以中断的形式告诉Cpu，在.Net MF中我们使用InterruptPort类来实现相应地功能，中断可以理解为硬件之间的事件。如果MCU除了等待某个GPIO口的事件而没有其他事情做的话，该处理器就可以放心的进入省电模式了。当一个信号的改变发生在相应的输入管脚的时候，MCU会“醒”来，然后相应的中断服务程序（ISR）会被执行。

你可以把中断端口设置为上升沿触发或者下降沿触发。或者两者都触发，也可以是高低电平触发。如下程序演示了如何在一个脉冲的上升沿和下降沿都引起中断，中断服务程序的入口点由相应的委托OnInterrupt来指派。





下面的例子演示了电平触发的过程：





2 串口(RS-232)

尽管如今USB盛行，串口设备仍然有着他们自己的生存空间，比如一些测量仪器，GPS接收器等等。

和.NET Framework以及.NET Compact Framework中的类型相应的，.Net Micro Framework中也有SerialPort类，只不过它被放在了Microsoft.SPOT.Hardware程序集中而不是它的前辈们的System.IO.Ports下。使用前需要先对SerialPort.Configuration进行配置。

下面的例子演示了如何通过串口发送数据：





读数据的方法也和PC上差不多：





3.管脚的使用和保留

保留CPU的管脚，你可以显示的控制管脚的用途，避免管脚复用造成的冲突。通过注册你的Hardware Provider（Microsoft.SPOT.HardwareProvider），你可以约定你的管脚使用情况。

串行通信不仅仅包括RS232的串口，还有SPI和I²C总线等方式。HardwareProviderHardwareProvider也不只为RS232提供硬件信息服务。当你自定义HWP的时候，你需要从HWP继承过来，并重写GetI2CPins, GetSerialPins, and GetSpiPins三个虚方法中的至少一个，它们在缺省状况下均返回Cpu.Pin.GPIO_NONE.，之后需要调用静态方法Register()来完成注册。

下面是一个自定义的HardwareProvider用以设定RS232串口的保留管脚。它实现了GetSerialPins方法，返回的是CPU的输入输出管脚号。





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