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端口結(jié)構(gòu)介紹 無論使用MCU實(shí)現(xiàn)什么功能，只要是有意義的功能必然會(huì)涉及到IO口的操作。IO口的操作也是MCU的入門操作，按國(guó)際慣例一般上手MCU的第一個(gè)程序點(diǎn)燈程序就是通過IO口的輸出來實(shí)現(xiàn)的。 華大M0+系列單片機(jī)的端口電路有兩種結(jié)構(gòu)，這兩種電路結(jié)構(gòu)大體相同，只是存在三個(gè)微小的差別。HC32F（L）x3x、HC32F（L）x7x和HC32F（L）x9x系列芯片的端口電路是一種結(jié)構(gòu)，為了便于說明我們稱這種結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)一，框圖如下：  HC32F003、HC32F005和HC32L110芯片是一種結(jié)構(gòu)，我們稱這種結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)二，框圖如下：  由上面兩個(gè)構(gòu)圖我們可以很清楚地知道兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別如下： 1.結(jié)構(gòu)一的PxOUT（寄存器中出現(xiàn)的x=A，B，C，D，E，F(xiàn)代表芯片含有的端口組，后面的亦是同樣的意思）可以通過操作位寄存器（PxBSET、PxBCLR、PxBSETCLR）來直接控制某一位的輸出，而不會(huì)影響這組寄存器中的其余的位，結(jié)構(gòu)二沒有相關(guān)的位操作。 2.結(jié)構(gòu)一輸出/輸入數(shù)據(jù)寄存器（PxOUT/PxIN）支持AHB/FAST IO總線訪問（通過寄存器 GPIO_CTRL2.ahb_sel 位控制），其他寄存器支持AHB總線訪問。結(jié)構(gòu)二端口輸入值/輸出值寄存器（PxIN/PxOUT）只支持 AHB 總線讀寫。對(duì)于這兩種不同的總線，系統(tǒng)時(shí)鐘（HCLK）對(duì)這兩種總線的處理周期并不相同。下面兩幅圖為對(duì)于兩種總線端口翻轉(zhuǎn)的最快時(shí)序：  對(duì)于 AHB 總線，每?jī)蓚€(gè) HCLK 周期，IO 翻轉(zhuǎn)一次，而對(duì)于 FAST IO 總線，每個(gè) HCLK周期，IO 翻轉(zhuǎn)一次。 3.結(jié)構(gòu)二對(duì)應(yīng)芯片的RST引腳可以復(fù)用成帶有內(nèi)部上拉電阻的數(shù)字輸入引腳，結(jié)構(gòu)一對(duì)應(yīng)的芯片RST引腳不可以復(fù)用為IO引腳。 重點(diǎn)來了，說完兩種結(jié)構(gòu)的差別后進(jìn)入正題，說下兩種結(jié)構(gòu)和共性。 每個(gè)端口都可以配置成數(shù)字或模擬端口，并且可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部上拉（pull up）/下拉（pull down）的輸入，高阻輸入（floating input），推挽輸出（CMOS output），開漏輸出（open drain output），兩檔驅(qū)動(dòng)能力輸出。 數(shù)字端口被配置成模擬端口后，數(shù)字功能被隔離，不能輸出數(shù)字“1”和“0”，CPU 讀取端口輸入值寄存器的結(jié)果為“0”。 每個(gè)數(shù)字端口被配置為輸入時(shí)，都可以提供外部中斷，中斷類型可以配置成高電平觸發(fā)、低電平觸發(fā)、上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā) 4 種，查詢 Px_STAT［n］的中斷標(biāo)志位即可知道相應(yīng)的中斷觸發(fā)端口。另外，每個(gè)數(shù)字端口的中斷都可以把芯片從睡眠模式/深度睡眠模式喚醒到工作模式。 芯片復(fù)位后端口為高阻輸入（floating input），目的是防止芯片被異常復(fù)位時(shí)，對(duì)外部器件產(chǎn)生異常動(dòng)作。 當(dāng)端口配置為數(shù)字端口的時(shí)候可以通過設(shè)置Px_SEL寄存器接受各功能模塊（如 SPI，UART，I2C，Timer 等）的輸入輸出信號(hào)，此內(nèi)容放到相應(yīng)外設(shè)模塊內(nèi)容來講解。 端口相關(guān)配置介紹 端口相關(guān)配置如下： 數(shù)字端口（PxADS對(duì)應(yīng)位為0）； 模擬端口（PxADS對(duì)應(yīng)位為1）； 端口引腳為輸入（PxDIR對(duì)應(yīng)位為1）； 端口引腳為輸出（PxDIR對(duì)應(yīng)位為0）； 輸入電平狀態(tài)（PxIN 對(duì)應(yīng)引腳獲得高電平對(duì)應(yīng)位為1，獲得低電平對(duì)應(yīng)位為0）； 輸出電平選擇（PxOUT 對(duì)應(yīng)位為1相應(yīng)引腳輸出高電平，為0相應(yīng)引腳輸出低電平）； 內(nèi)部上拉（PxPU對(duì)應(yīng)位為1）； 內(nèi)部下拉（PxPD對(duì)應(yīng)位為1）； 高阻（PxPU對(duì)應(yīng)位為0且PxPD對(duì)應(yīng)位為0）； 推挽輸出（PxOD對(duì)應(yīng)位為0）； 開漏輸出（PxOD對(duì)應(yīng)位為1）； 低驅(qū)動(dòng)能力輸出（PxDR對(duì)應(yīng)位為1）； 高驅(qū)動(dòng)能力輸出（PxDR對(duì)應(yīng)位為0）； 端口高電平中斷使能（PxHIE對(duì)應(yīng)位為1）； 端口低電平中斷使能（PxLIE對(duì)應(yīng)位為1）； 端口上升沿中斷使能（PxRIE對(duì)應(yīng)位為1）； 端口下降沿中斷使能（PxFIE對(duì)應(yīng)位為1）； 對(duì)于結(jié)構(gòu)一的芯片特有寄存器 端口置位（PxBSET對(duì)應(yīng)位為1置位，為0保持）； 端口清零（PxBCLR對(duì)應(yīng)位為1清零，為0保持）； 端口置位清零（PxBSETCLR （PxBSET對(duì)應(yīng)位為1置位，為0保持;PxBCLR對(duì)應(yīng)位為1清零，為0保持））。PxBSET 和 PxBCLR 相同位同時(shí)置 1 時(shí)，PxBCLR 具有高優(yōu)先級(jí)。即該端口被清零。 端口配置操作流程 端口復(fù)用配置為模擬端口操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxADS［n］為 1 端口復(fù)用配置為數(shù)字通用端口操作流程 a） 設(shè)置寄存器 PxADS［n］為 0 b） 設(shè)置寄存器 Px_SEL 為 0 c） 設(shè)置寄存器 PxDIR［n］為 1：端口方向?yàn)檩斎?，CPU 可以讀取端口的狀態(tài) PxIN［n］。 d） 設(shè)置寄存器 PxDIR［n］為 0：端口方向?yàn)檩敵?br> e） 設(shè)置寄存器 PxOUT［n］為 1：端口輸出高電平 f） 設(shè)置寄存器 PxOUT［n］為 0：端口輸出低電平 端口上拉使能配置操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxPU［n］為 1 端口下拉使能配置操作流程 a） 設(shè)置寄存器 PxPU［n］為 0 b） 設(shè)置寄存器 PxPD［n］為 1 注：當(dāng) PxPU［n］，PxPD［n］同時(shí)置 1 時(shí)，PxPU［n］優(yōu)先級(jí)高，PxPD［n］無效。 端口增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)配置操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxDR［n］為 0 端口開漏輸出配置操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxOD［n］為 1 配置代碼 無上下拉輸入配置 stc_gpio_cfg_t stcGpioCfg; Sysctrl_SetPeripheralGate（SysctrlPeripheralGpio， TRUE）; //打開GPIO外設(shè)時(shí)鐘 stcGpioCfg.enDir = GpioDirIn; //端口方向配置-》輸入 stcGpioCfg.enDrv = GpioDrvL; //驅(qū)動(dòng)能力配置-》高驅(qū)動(dòng)能力 stcGpioCfg.enPu = GpioPuDisable; //端口上下拉配置-》無 stcGpioCfg.enPd = GpioPdDisable; stcGpioCfg.enOD = GpioOdDisable; //開漏輸出配置-》開漏輸出關(guān)閉 stcGpioCfg.enCtrlMode = GpioAHB; //總線控制模式配置-》AHB Gpio_Init（STK_USER_PORT， STK_USER_PIN， &stcGpioCfg）; // GPIO IO USER KEY初始化 推挽輸出配置 stc_gpio_cfg_t stcGpioCfg; Sysctrl_SetPeripheralGate（SysctrlPeripheralGpio， TRUE）; //打開GPIO外設(shè)時(shí)鐘 stcGpioCfg.enDir = GpioDirOut; //端口方向配置-》輸出 stcGpioCfg.enDrv = GpioDrvL; //驅(qū)動(dòng)能力配置-》高驅(qū)動(dòng)能力 stcGpioCfg.enPu = GpioPuDisable; //端口上下拉配置-》無 stcGpioCfg.enPd = GpioPdDisable; stcGpioCfg.enOD = GpioOdDisable; //開漏輸出配置-》開漏輸出關(guān)閉 stcGpioCfg.enCtrlMode = GpioAHB; //總線控制模式配置-》AHB Gpio_Init（STK_LED_PORT， STK_LED_PIN， &stcGpioCfg）; // GPIO IO LED端口初始化 Gpio_ClrIO（STK_LED_PORT， STK_LED_PIN）; // LED關(guān)閉 常用的端口操作庫函數(shù) 單端口操作 單個(gè)IO口輸出低電平 原型 en_result_t Gpio_ClrIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 Gpio_ClrIO（GpioPortA ，GpioPin1 ）; //PA01端口輸出低電平 單個(gè)IO口輸出高電平 原型 en_result_t Gpio_SetIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 Gpio_SetIO（GpioPortA ，GpioPin1 ）; //PA01端口輸出高電平 獲得IO口輸入值 原型 boolean_t Gpio_GetInputIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 u8PA1Stat = Gpio_GetInputIO（GpioPortA ，GpioPin1）; //u8PA1Stat 為PA1端口輸入電平狀態(tài) 獲得IO口輸出值 原型 boolean_t Gpio_ReadOutputIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 u8PA1Stat = Gpio_ReadOutputIO（GpioPortA ，GpioPin1）; //u8PA1Stat 為PA1端口輸出電平狀態(tài) 多端口操作 同時(shí)讓一組端口中的多個(gè)引腳輸出低電平 原型 en_result_t Gpio_ClrPort（en_gpio_port_t enPort， uint16_t u16ValMsk） 舉例 Gpio_ClrPort（GpioPortA ， 0x000F）; //PA0~PA3輸出低電平，其余保持 同時(shí)讓一組端口中的多個(gè)引腳輸出高電平 原型 en_result_t Gpio_SetPort（en_gpio_port_t enPort， uint16_t u16ValMsk） 舉例 Gpio_SetPort（GpioPortA ， 0x000F）; //PA0~PA3輸出高電平，其余保持 獲取一組IO口的輸入數(shù)據(jù) 原型 uint16_t Gpio_GetInputData（en_gpio_port_t enPort） 舉例 u16PAInputData = Gpio_GetInputData（GpioPortA ）; //u16PAInputData的值為PA組輸入數(shù)據(jù) 同時(shí)讓一組端口輸出多個(gè)高低電平 原型 en_result_t Gpio_SetClrPort（en_gpio_port_t enPort， uint32_t u32ValMsk） 舉例 Gpio_SetClrPort（GpioPortA ， 0x00f0000f）; //PA4 ~ PA7輸出高電平PA0 ~ PA3輸出低電平
端口結(jié)構(gòu)介紹 無論使用MCU實(shí)現(xiàn)什么功能，只要是有意義的功能必然會(huì)涉及到IO口的操作。IO口的操作也是MCU的入門操作，按國(guó)際慣例一般上手MCU的第一個(gè)程序點(diǎn)燈程序就是通過IO口的輸出來實(shí)現(xiàn)的。 華大M0+系列單片機(jī)的端口電路有兩種結(jié)構(gòu)，這兩種電路結(jié)構(gòu)大體相同，只是存在三個(gè)微小的差別。HC32F（L）x3x、HC32F（L）x7x和HC32F（L）x9x系列芯片的端口電路是一種結(jié)構(gòu)，為了便于說明我們稱這種結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)一，框圖如下： HC32F003、HC32F005和HC32L110芯片是一種結(jié)構(gòu)，我們稱這種結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)二，框圖如下： 由上面兩個(gè)構(gòu)圖我們可以很清楚地知道兩種結(jié)構(gòu)的區(qū)別如下： 1.結(jié)構(gòu)一的PxOUT（寄存器中出現(xiàn)的x=A，B，C，D，E，F(xiàn)代表芯片含有的端口組，后面的亦是同樣的意思）可以通過操作位寄存器（PxBSET、PxBCLR、PxBSETCLR）來直接控制某一位的輸出，而不會(huì)影響這組寄存器中的其余的位，結(jié)構(gòu)二沒有相關(guān)的位操作。 2.結(jié)構(gòu)一輸出/輸入數(shù)據(jù)寄存器（PxOUT/PxIN）支持AHB/FAST IO總線訪問（通過寄存器 GPIO_CTRL2.ahb_sel 位控制），其他寄存器支持AHB總線訪問。結(jié)構(gòu)二端口輸入值/輸出值寄存器（PxIN/PxOUT）只支持 AHB 總線讀寫。對(duì)于這兩種不同的總線，系統(tǒng)時(shí)鐘（HCLK）對(duì)這兩種總線的處理周期并不相同。下面兩幅圖為對(duì)于兩種總線端口翻轉(zhuǎn)的最快時(shí)序： 對(duì)于 AHB 總線，每?jī)蓚€(gè) HCLK 周期，IO 翻轉(zhuǎn)一次，而對(duì)于 FAST IO 總線，每個(gè) HCLK周期，IO 翻轉(zhuǎn)一次。 3.結(jié)構(gòu)二對(duì)應(yīng)芯片的RST引腳可以復(fù)用成帶有內(nèi)部上拉電阻的數(shù)字輸入引腳，結(jié)構(gòu)一對(duì)應(yīng)的芯片RST引腳不可以復(fù)用為IO引腳。 重點(diǎn)來了，說完兩種結(jié)構(gòu)的差別后進(jìn)入正題，說下兩種結(jié)構(gòu)和共性。 每個(gè)端口都可以配置成數(shù)字或模擬端口，并且可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部上拉（pull up）/下拉（pull down）的輸入，高阻輸入（floating input），推挽輸出（CMOS output），開漏輸出（open drain output），兩檔驅(qū)動(dòng)能力輸出。 數(shù)字端口被配置成模擬端口后，數(shù)字功能被隔離，不能輸出數(shù)字“1”和“0”，CPU 讀取端口輸入值寄存器的結(jié)果為“0”。 每個(gè)數(shù)字端口被配置為輸入時(shí)，都可以提供外部中斷，中斷類型可以配置成高電平觸發(fā)、低電平觸發(fā)、上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā) 4 種，查詢 Px_STAT［n］的中斷標(biāo)志位即可知道相應(yīng)的中斷觸發(fā)端口。另外，每個(gè)數(shù)字端口的中斷都可以把芯片從睡眠模式/深度睡眠模式喚醒到工作模式。 芯片復(fù)位后端口為高阻輸入（floating input），目的是防止芯片被異常復(fù)位時(shí)，對(duì)外部器件產(chǎn)生異常動(dòng)作。 當(dāng)端口配置為數(shù)字端口的時(shí)候可以通過設(shè)置Px_SEL寄存器接受各功能模塊（如 SPI，UART，I2C，Timer 等）的輸入輸出信號(hào)，此內(nèi)容放到相應(yīng)外設(shè)模塊內(nèi)容來講解。 端口相關(guān)配置介紹 端口相關(guān)配置如下： 數(shù)字端口（PxADS對(duì)應(yīng)位為0）； 模擬端口（PxADS對(duì)應(yīng)位為1）； 端口引腳為輸入（PxDIR對(duì)應(yīng)位為1）； 端口引腳為輸出（PxDIR對(duì)應(yīng)位為0）； 輸入電平狀態(tài)（PxIN 對(duì)應(yīng)引腳獲得高電平對(duì)應(yīng)位為1，獲得低電平對(duì)應(yīng)位為0）； 輸出電平選擇（PxOUT 對(duì)應(yīng)位為1相應(yīng)引腳輸出高電平，為0相應(yīng)引腳輸出低電平）； 內(nèi)部上拉（PxPU對(duì)應(yīng)位為1）； 內(nèi)部下拉（PxPD對(duì)應(yīng)位為1）； 高阻（PxPU對(duì)應(yīng)位為0且PxPD對(duì)應(yīng)位為0）； 推挽輸出（PxOD對(duì)應(yīng)位為0）； 開漏輸出（PxOD對(duì)應(yīng)位為1）； 低驅(qū)動(dòng)能力輸出（PxDR對(duì)應(yīng)位為1）； 高驅(qū)動(dòng)能力輸出（PxDR對(duì)應(yīng)位為0）； 端口高電平中斷使能（PxHIE對(duì)應(yīng)位為1）； 端口低電平中斷使能（PxLIE對(duì)應(yīng)位為1）； 端口上升沿中斷使能（PxRIE對(duì)應(yīng)位為1）； 端口下降沿中斷使能（PxFIE對(duì)應(yīng)位為1）； 對(duì)于結(jié)構(gòu)一的芯片特有寄存器 端口置位（PxBSET對(duì)應(yīng)位為1置位，為0保持）； 端口清零（PxBCLR對(duì)應(yīng)位為1清零，為0保持）； 端口置位清零（PxBSETCLR （PxBSET對(duì)應(yīng)位為1置位，為0保持;PxBCLR對(duì)應(yīng)位為1清零，為0保持））。PxBSET 和 PxBCLR 相同位同時(shí)置 1 時(shí)，PxBCLR 具有高優(yōu)先級(jí)。即該端口被清零。 端口配置操作流程 端口復(fù)用配置為模擬端口操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxADS［n］為 1 端口復(fù)用配置為數(shù)字通用端口操作流程 a） 設(shè)置寄存器 PxADS［n］為 0 b） 設(shè)置寄存器 Px_SEL 為 0 c） 設(shè)置寄存器 PxDIR［n］為 1：端口方向?yàn)檩斎?，CPU 可以讀取端口的狀態(tài) PxIN［n］。 d） 設(shè)置寄存器 PxDIR［n］為 0：端口方向?yàn)檩敵?br> e） 設(shè)置寄存器 PxOUT［n］為 1：端口輸出高電平 f） 設(shè)置寄存器 PxOUT［n］為 0：端口輸出低電平 端口上拉使能配置操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxPU［n］為 1 端口下拉使能配置操作流程 a） 設(shè)置寄存器 PxPU［n］為 0 b） 設(shè)置寄存器 PxPD［n］為 1 注：當(dāng) PxPU［n］，PxPD［n］同時(shí)置 1 時(shí)，PxPU［n］優(yōu)先級(jí)高，PxPD［n］無效。 端口增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)配置操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxDR［n］為 0 端口開漏輸出配置操作流程 a）設(shè)置寄存器 PxOD［n］為 1 配置代碼 無上下拉輸入配置 stc_gpio_cfg_t stcGpioCfg; Sysctrl_SetPeripheralGate（SysctrlPeripheralGpio， TRUE）; //打開GPIO外設(shè)時(shí)鐘 stcGpioCfg.enDir = GpioDirIn; //端口方向配置-》輸入 stcGpioCfg.enDrv = GpioDrvL; //驅(qū)動(dòng)能力配置-》高驅(qū)動(dòng)能力 stcGpioCfg.enPu = GpioPuDisable; //端口上下拉配置-》無 stcGpioCfg.enPd = GpioPdDisable; stcGpioCfg.enOD = GpioOdDisable; //開漏輸出配置-》開漏輸出關(guān)閉 stcGpioCfg.enCtrlMode = GpioAHB; //總線控制模式配置-》AHB Gpio_Init（STK_USER_PORT， STK_USER_PIN， &stcGpioCfg）; // GPIO IO USER KEY初始化 推挽輸出配置 stc_gpio_cfg_t stcGpioCfg; Sysctrl_SetPeripheralGate（SysctrlPeripheralGpio， TRUE）; //打開GPIO外設(shè)時(shí)鐘 stcGpioCfg.enDir = GpioDirOut; //端口方向配置-》輸出 stcGpioCfg.enDrv = GpioDrvL; //驅(qū)動(dòng)能力配置-》高驅(qū)動(dòng)能力 stcGpioCfg.enPu = GpioPuDisable; //端口上下拉配置-》無 stcGpioCfg.enPd = GpioPdDisable; stcGpioCfg.enOD = GpioOdDisable; //開漏輸出配置-》開漏輸出關(guān)閉 stcGpioCfg.enCtrlMode = GpioAHB; //總線控制模式配置-》AHB Gpio_Init（STK_LED_PORT， STK_LED_PIN， &stcGpioCfg）; // GPIO IO LED端口初始化 Gpio_ClrIO（STK_LED_PORT， STK_LED_PIN）; // LED關(guān)閉 常用的端口操作庫函數(shù) 單端口操作 單個(gè)IO口輸出低電平 原型 en_result_t Gpio_ClrIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 Gpio_ClrIO（GpioPortA ，GpioPin1 ）; //PA01端口輸出低電平 單個(gè)IO口輸出高電平 原型 en_result_t Gpio_SetIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 Gpio_SetIO（GpioPortA ，GpioPin1 ）; //PA01端口輸出高電平 獲得IO口輸入值 原型 boolean_t Gpio_GetInputIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 u8PA1Stat = Gpio_GetInputIO（GpioPortA ，GpioPin1）; //u8PA1Stat 為PA1端口輸入電平狀態(tài) 獲得IO口輸出值 原型 boolean_t Gpio_ReadOutputIO（en_gpio_port_t enPort， en_gpio_pin_t enPin） 舉例 u8PA1Stat = Gpio_ReadOutputIO（GpioPortA ，GpioPin1）; //u8PA1Stat 為PA1端口輸出電平狀態(tài) 多端口操作 同時(shí)讓一組端口中的多個(gè)引腳輸出低電平 原型 en_result_t Gpio_ClrPort（en_gpio_port_t enPort， uint16_t u16ValMsk） 舉例 Gpio_ClrPort（GpioPortA ， 0x000F）; //PA0~PA3輸出低電平，其余保持 同時(shí)讓一組端口中的多個(gè)引腳輸出高電平 原型 en_result_t Gpio_SetPort（en_gpio_port_t enPort， uint16_t u16ValMsk） 舉例 Gpio_SetPort（GpioPortA ， 0x000F）; //PA0~PA3輸出高電平，其余保持 獲取一組IO口的輸入數(shù)據(jù) 原型 uint16_t Gpio_GetInputData（en_gpio_port_t enPort） 舉例 u16PAInputData = Gpio_GetInputData（GpioPortA ）; //u16PAInputData的值為PA組輸入數(shù)據(jù) 同時(shí)讓一組端口輸出多個(gè)高低電平 原型 en_result_t Gpio_SetClrPort（en_gpio_port_t enPort， uint32_t u32ValMsk） 舉例 Gpio_SetClrPort（GpioPortA ， 0x00f0000f）; //PA4 ~ PA7輸出高電平PA0 ~ PA3輸出低電平 |
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