1. 概念:
GPIO 即 General Purpose I/O Ports(通用输入/输出端口),通俗的说,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——是高电平还是低电平。
2. 背景
在嵌入式系统中经常有数量众多、可是结构却比较简单的外部设备/电路,这些设备/电路有的需要 CPU 为之提供控制手段,有的需要被 CPU 用作输入信号。并且
很多这种设备/电路仅仅要求一位,即仅仅要有开/关两种状态就够了,比如灯亮与灭。对这些设备/电路的控制,使用传统的串行口或并行口都不合适。所以在
微控制器芯片上一般都会提供一个 “通用可编程 IO 接口”,即 GPIO。
3. 通过寄存器操作 GPIO 引脚
既然一个引脚可以用于输入、输出或其他特殊功能,那么一定有寄存器用来选择这些功能。
对于输入,一定可以通过读取某个寄存器来确定引脚的电平是高还是低;
对于输出,一定可以通过写入某个寄存器来让这个引脚输出高电平或低电平;
对于其他特殊功能,则有另外的寄存器来控制它。
注:GPIO 引脚的寄存器是相似的: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 A、B、...、H/J)。
4. 使用软件访问硬件
(1) 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。
那么,怎么访问这些寄存器呢?通过软件,读写它们的地址。
那么,怎么知道寄存器的地址呢?
(2) 以总线的方式访问硬件
并非只能通过寄存器才能发出硬件信号,实际上,通过访问总线的方式控制硬件更常见。
General Purpose Input Output (通用输入/输出)简称为 GPIO,或总线扩展器,人们利用工业标准 I2C、SPI 接口简化了 I/O 口的扩展。