Cortex-M3基礎學(xué)習
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因為項目所需，所以不得不開(kāi)始研究M3，我用的是NXP公司的LPC1768這個(gè)芯片，它是具有三級流水線(xiàn)的哈佛結構，帶獨立的本地指令和數據總線(xiàn)以及用于外設的稍微低性能的第三條總線(xiàn)，還包含一個(gè)支持隨機跳轉的內部預取指單元。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(wàn)丈高樓平地起，慢慢來(lái)吧。實(shí)驗的原理圖很簡(jiǎn)單，就是幾個(gè)LED燈，關(guān)于燈的電流及電壓參數，這里不作詳細介紹，有興趣的可以到網(wǎng)上或供應商那里要一份數據手冊看一下，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(jiǎn)單了，74LVC244是用來(lái)驅動(dòng)LED的，74LVC244內部就是8個(gè)三態(tài)門(mén)，關(guān)于它的詳細電氣參數，請參閱它的數據手冊。關(guān)于程序也不是太難，有幾個(gè)地方要說(shuō)一下。即然是GPIO實(shí)驗，當然要關(guān)注GPIO的配置了，由于大部分引腳都具有一個(gè)以上功能，所以首先要配置引腳功能寄存器PINSEL，只有當引腳配置為GPIO功能時(shí)，GPIO的方向位才有效，對于其它功能來(lái)說(shuō)，方向是自動(dòng)的。關(guān)于引腳功能寄存器PINSEL功能如下表所示：
PINSEL0~PINSEL9的值功能復位后的值
00默認功能，通常為GPIO口00
01第一個(gè)可選功能
10第二個(gè)可選功能
11第三個(gè)可選功能
PINSEL寄存器每?jì)晌豢刂埔粋€(gè)引腳，由于各個(gè)引腳的功能不一樣，所以PINSEL0~PINSEL9的配置也相應的有所不同，想詳細了解這10個(gè)寄存器的功能可以參看《user.manual.lpc17xx》，這個(gè)手冊可以到NXP的網(wǎng)站上去下載。由于這次實(shí)驗只是用到GPIO功能，所以暫時(shí)不用管這個(gè)寄存器，用它的默認值就可以了。
另一個(gè)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(kāi)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的值功能復位后的值
00引腳使能片內上拉電阻00
01中斷模式
10引腳沒(méi)有使能片內上拉/下拉電阻
11引腳使能下拉電阻
當引腳處于邏輯高電平時(shí)，中繼模式使能上拉電阻，當引腳處于邏輯低電平時(shí)，使能下拉電阻，當引腳配置為輸入且不是通過(guò)外部驅動(dòng)時(shí)，引腳將保持上一個(gè)已知狀態(tài)。PINMODE_0D寄存器控制寄存器的開(kāi)漏模式，引腳配置為輸出且值為0時(shí)，開(kāi)漏模式會(huì )正常地將引腳電平拉低。但是如果輸出引腳為1，則引腳輸出驅動(dòng)關(guān)閉，等同于改變了引腳的方向，實(shí)際上是模擬了一個(gè)開(kāi)漏輸出。
PINMODE_0D0~PINMODE_0D4的值功能復位后的值
00引腳處于正常模式(非開(kāi)漏模式)00
01引腳處于開(kāi)漏模式
除了以上兩個(gè)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(lái)讀/寫(xiě)端口的值，端口輸出置位寄存器FIOSET，當這個(gè)寄存器的相應位置1時(shí)，相應端口引腳輸出1，當然也可以從這個(gè)寄存器讀取當前引腳輸出的值，與它對應的寄存器是FIOCLR，當寄存器FIOCLR相應位置1時(shí)，相應引腳輸出0，但這個(gè)寄存器是只寫(xiě)寄存器，不能讀取數據。好了，關(guān)于這些寄存器先總結到這，詳細的配置還要看LPC1768的用戶(hù)手冊《user.manual.lpc17xx》，當然也可以經(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(chēng)：mian.c
功 能： 主要調度函數及應用函數
編譯環(huán)境： MDKV4.12
時(shí) 鐘： 外部12Mhz
日 期： 11/08/16
作 者： 懶貓愛(ài)飛
備 注：NULL
---------------------------------------------------------------------------------
修改內容：NULL
修改日期：XXXX年xx月xx日 xx時(shí)xx分
修改人員：xxx xxx xxx
***************************************************************
*******************/
#include"main.h"
volatile unsigned lONg SysTickCnt; /* 用于系統時(shí)鐘計數*/
/**************************************************************
******************
* 函數名稱(chēng)：void SysTick_Handler (void)
* 函數功能： 系統節拍定時(shí)器中斷函數，每1ms計數一次
* 入口參數： 無(wú)
* 出口參數： 無(wú)
* 備 注：無(wú)
**************************************************************
*****************/
void SysTick_Handler (void)
{
SysTickCnt++;
}
/***************************************************************
*****************
* 函數名稱(chēng)：void Delay (unsigned long tick)
* 函數功能： 毫秒級延時(shí)函數
* 入口參數： unsigned long tick -- 延時(shí)時(shí)長(cháng)
* 出口參數： 無(wú)
* 備 注：無(wú)
**************************************************************
*****************/
void DelayMs (unsigned long tick)
{
unsigned long systickcnt;
systickcnt = SysTickCnt;
while ((SysTickCnt - systickcnt) tick);
}
/***************************************************************
*****************
* 函數名稱(chēng)：void PortInit(void)
* 函數功能： 端口初始化
* 入口參數： 無(wú)
* 出口參數： 無(wú)
* 備 注：無(wú)
*************************************************************
**
****************/
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(shí)熄滅所有的燈*/
Led2Off();
Led3Off();
Led4Off();
Led5Off();
Led6Off();
Led7Off();
Led8Off();
}
/*************************************************************
*
******************
* 函數名稱(chēng)：int main(void)
* 函數功能： 主函數
* 入口參數： 無(wú)
* 出口參數： 無(wú)
* 備 注：無(wú)
***************************************************************
****************/
int main(void)
{
SystemInit(); /* 系統初始化，函數在system_LPC17xx.c文件夾中定義*/
SysTick_Config(SystemFrequency/1000 - 1); /* 配置時(shí)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(kāi)
Led4On(); //LED4 開(kāi)
DelayMs(200);
Led1Off(); //LED1關(guān)
Led4Off(); //LED4關(guān)
DelayMs(200);
}
}
因為程序是最基礎的實(shí)驗，所以不是太難，程序中延時(shí)函數用的是系統節拍定時(shí)器，每1m中斷一次，系統節拍定時(shí)器的中斷配置函數是SysTick_Config(uint32_t ticks)它在core_cm3.h中有定義，有興趣的話(huà)可以看看。GPIO是一個(gè)結構體指針，原型在LPC17XX.H這個(gè)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(gè)宏定義，如下所示：
1)、#define GPIO1 (( GPIO_TypeDef *) GPIO1_BASE)
上面這個(gè)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(gè)宏就把GPIO的基址定義了出來(lái)，關(guān)于LPV1768內部地址的分配情況，可以參看它的數據手冊，也可參考一下《ARM Cortex-M3 權威指南》。
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