ARM中通过寄存器确定GPIO的功能，通过程序控制寄存器。

GPIO（General Purpose I/O Ports）意思为通用输入/输出端口，通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的状态-是高电平或是低电平。

GPIO口一是个比较重要的概念，用户可以通过GPIO口和硬件进行数据交互(如UART)，控制硬件工作(如LED、蜂鸣器等),读取硬件的工作状态信号（如中断信号）等。GPIO口的使用非常广泛。

S3C2410共有117个I/O端口，共分为A~H共8组：GPA、GPB、...、GPH。S3C2440共有130个I/O端口，分为A~J共9组：GPA、GPB、...、GPJ。可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出还是其他特殊功能。比如：可以设置GPH6作为输入、输出、或者用于串口。

1 GPIO硬件介绍

1.1 通过寄存器来操作GPIO引脚

       GPxCON用于选择引脚功能，GPxDAT用于读/写引脚数据；另外，GPxUP用于确定是否使用内部上拉电阻。x为B、...、 H/J，没有GPAUP寄存器。

1.1.1 GPxCON寄存器

       从寄存器的名字可以看出，它用于配置（Configure）-选择引脚功能。

       PORTA与PORTB~PORT H/J在功能选择方面有所不同，GPACON中每一位对应一根引脚（共23根引脚）。当某位被设为0时，相应引脚为输出引脚，此时我们可以在GPADAT 中相应位写入0或是1让此引脚为低电平或高电平；当某位被设为1时，相应引脚为地址线或用于地址控制，此时GPADAT无用。一般而言，GPACON通常 被设为全1，以便访问外部存储器件。

       PORT B~ PORT H/J在寄存器操作方面完全相同。GPxCON中每两位控制一根引脚：00表示输入、01表示输出、10表示特殊功能、11保留不用。

 

1.1.2 GPxDAT寄存器

       GPxDAT用于读/写引脚；当引脚被设为输入时，读此寄存器可知相应引脚的电平状态是高还是低；当引脚被设为输出时，写此寄存器相应位可以令此引脚输出高电平或是低电平。

 

1.1.3 GPxUP寄存器

       GPxUP：某位为1时，相应引脚无内部上拉电阻；为0时，相应引脚使用内部上拉电阻。

       上拉电阻的作用在于：当GPIO引脚处于第三态（即不是输出高电平，也不是输出低电平，而是呈高阻态，即相当于没接芯片）时，它的电平状态由上拉电阻、下拉电阻确定。

 

1.2 访问硬件

访问单个引脚

       单个引脚的操作无外乎3种：输出高低电平、检测引脚状态、中断。对某个引脚的操作一般通过读、写寄存器来完成。

       访问这些寄存器是通过软件来读写它们的地址。比如：S3C2410和S3C2440的GPBCON、GPBDAT寄存器地址都是0x56000010、0x56000014，可以通过如下的指令让GPB5输出低电平。

#define GPBCON (*volatile unsigned long *)0x56000010)   //long=int 4字节；char 1字节；short 2字节

#define GPBDAT (*volatile unsigned long *)0x56000014)

#define GPB5_out (1<<(582))

GPBCON = GPB5_out;

GPBDAT &= ~(1<<5);

 

2、使用软件来访问硬件

当个引脚的操作有3种：输出高低电平、检测引脚状态、中断。对某个引脚的操作一般通过读写寄存器实现

首先我们从点亮LED开始，下图选自mini2440原理图，LED1-4分别对应GPB5-8

如果要控制这些LED，那么我们首先要把GPBCON寄存器中GPB5-8对应的位设为输出功能，然后写GPBDAT寄存器的相应位，使这4个引脚输出高低电平

一般是低电平有效，即高电平时，对应LED熄灭，低电平时，对应LED点亮

访问寄存器的时候，通过S3C2440的数据手册查到GPBCON和GPBDAT寄存器的地址，附数据手册  点击下载

 GPBCON为0x56000010，GPBDAT为0x56000014

通过下面的代码让GPB5输出低电平，点亮LED1

 

#define GPBCON (*(volatile unsigned long *) 0x56000010)        //volatile修饰符确保每次去内存中读取变量的值，还不是从cache或者寄存器中

#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *) 0x56000014)       

#define GPB5_OUT (1<<(5*2))        //两位控制一个引脚，那么GPB5就是GPBCON的[11:10]位，1左移10位，则[11:10]为01，表示GPB5为输出

GPBCON = GPB5_OUT;

GPBDAT &= ~(1<<5);        //1左移5位取反，那么第5位为0，即GPB5输出低电平，点亮LED1

 

二、GPIO操作实例

使用c语言代码点亮LED

汇编可读性比C差，我们用C来实现

 

@******************************************************************************

@ File：crt0.S

@ 功能：通过它转入C程序

@******************************************************************************       

 

.text

.global _start

_start:

            ldr     r0, =0x53000000     @ WATCHDOG寄存器地址

            mov     r1, #0x0                     

            str   r1, [r0]                          @ 写入0，禁止WATCHDOG，否则CPU会不断重启

        

            ldr     sp, =1024*4             @ 设置堆栈，注意：不能大于4k, 因为现在可用的内存只有4K,这4k是steppingstone，后面会介绍

                                                         @ nand flash中的代码在复位后会移到内部ram中，此ram只有4K

            bl      main                          @ 调用C程序中的main函数

halt_loop:

            b       halt_loop

 

下面是led_on_c.c

 

#define GPBCON      (*(volatile unsigned long *)0x56000010)

#define GPBDAT      (*(volatile unsigned long *)0x56000014)

int main()

{

    GPBCON = 0x00000400;    // 设置GPB5为输出口, 位[11:10]=0b01

    GPBDAT = 0x00000000;    // GPB5输出0，LED1点亮

    return 0;

}

 

测试程序

在先前搭建的编译环境中进入代码目录

#make

得到的bin文件，在win中使用dnw下载到开发板，设置串口波特率，对应端口，8N1，下载地址0x00000000

开关拨到nor flash，打开电源，出现菜单以后，选择a

 

然后选择USB PORT-transmit/restore，选择编译好的bin文件

然后开关拨到nand启动，效果如下：（设置LED1和LED4亮）

 

 

4、使用按键来控制LED

K1-K6如上图对应GPG，我们使用K1-K4操作LED1-LED4

 

 

 

@******************************************************************************

@ File：crt0.S

@ 功能：通过它转入C程序

@******************************************************************************       

 

.text

.global _start

_start:

            ldr     r0, =0x56000010     @ WATCHDOG寄存器地址

            mov     r1, #0x0                     

            str   r1, [r0]                          @ 写入0，禁止WATCHDOG，否则CPU会不断重启

        

            ldr     sp, =1024*4             @ 设置堆栈，注意：不能大于4k, 因为现在可用的内存只有4K,这4k是steppingstone，后面会介绍

                                                         @ nand flash中的代码在复位后会移到内部ram中，此ram只有4K

            bl      main                          @ 调用C程序中的main函数

halt_loop:

            b       halt_loop

 

下面是key_led.c文件

 

#define GPBCON      (*(volatile unsigned long *)0x56000010)

#define GPBDAT      (*(volatile unsigned long *)0x56000014)

#define GPGCON      (*(volatile unsigned long *)0x56000060)

#define GPGDAT      (*(volatile unsigned long *)0x56000064)

/*

 * LED1-4对应GPB5、GPB6、GPB7、GPB8

 */

#define GPB5_out        (1<<(5*2))

#define GPB6_out        (1<<(6*2))

#define GPB7_out        (1<<(7*2))

#define GPB8_out        (1<<(8*2))

/*

 * K1-K4对应GPG0、GPG3、GPG5、GPG6

 */

#define GPG7_in    ~(3<<(6*2))

#define GPG6_in     ~(3<<(5*2))

#define GPG3_in     ~(3<<(3*2))

#define GPG0_in     ~(3<<(0*2))

int main()

{

        unsigned long dwDat;

        // LED1-LED4对应的4根引脚设为输出

        GPBCON = GPB5_out | GPB6_out | GPB7_out | GPB8_out ;

        // K1-K4对应的2根引脚设为输入

        GPGCON = GPG0_in & GPG3_in & GPG6_in & GPG7_in ;

        

        while(1){

            //若Kn为0(表示按下)，则令LEDn为0(表示点亮)

            dwDat = GPGDAT;             // 读取GPG管脚电平状态

        

            if (dwDat & (1<<0))        // K1没有按下

                GPBDAT |= (1<<5);       // LED1熄灭

            else    

                GPBDAT &= ~(1<<5);      // LED1点亮

                

            if (dwDat & (1<<3))         // K2没有按下

                GPBDAT |= (1<<6);       // LED2熄灭

            else    

                GPBDAT &= ~(1<<6);      // LED2点亮

            

            if (dwDat & (1<<5))         // K3没有按下

                GPBDAT |= (1<<7);       // LED3熄灭

            else    

                GPBDAT &= ~(1<<7);      // LED3点亮

    

            if (dwDat & (1<<6))         // K4没有按下

                GPBDAT |= (1<<8);       // LED4熄灭

            else    

                GPBDAT &= ~(1<<8);      // LED4点亮

    }

    return 0;

}

 

最后是Makefile

 

key_led.bin : crt0.S  key_led.c

arm-linux-gcc -g -c -o crt0.o crt0.S

arm-linux-gcc -g -c -o key_led.o key_led.c

arm-linux-ld -Ttext 0x0000000 -g  crt0.o key_led.o -o key_led_elf

arm-linux-objcopy -O binary -S key_led_elf key_led.bin

arm-linux-objdump -D -m arm  key_led_elf > key_led.dis

clean:

rm -f   key_led.dis key_led.bin key_led_elf *.o