第六章通用 I/O 埠的工作原理與實驗

第六章

通用 I/O埠的工作原理與實驗

Ping-Liang Lai (賴秉樑 )

實驗目的

1 、掌握通用輸入輸出（ GPIO ）電路原理及與其相關的特殊功能暫存器的配置方法。

2 、熟悉 SDT 或 ADS 整合型開發環境

3 、學習使用 SDT 或 ADS 環境編譯、下載、除錯並Trace 程式的方法。

4 、熟悉實驗系統的相關硬體結構。

實驗原理硬體原理

S3C4510B 的通用 IO 埠的硬體功能方塊圖：

實驗原理GPIO 工作原理 S3C4510B 提供了 18 個可程式化的 GPIO 埠

每個埠配置為輸入模式、輸出模式或特殊功能模式

控制 I/O 口的特殊功能暫存器一共有 3 個：IOPMOD 、 IOPCON 和 IOPDATA

由特殊功能暫存器 IOPMOD 和 IOPCON 控制埠 0 ～埠 7 的工作模式僅由 IOPMOD 暫存器控制通過設置 IOPCON 暫存器，埠 8 ～埠 11 可用作外部中斷請求

INTREQ0 ～ INTREQ3 的輸入埠 12 、埠 13 可用作外部 DMA 請求 XDREQ0 、 XDREQ1

的輸入埠 14 、埠 15 可作為外部 DMA 請求的應答信號

XDACK0 、 XDACK1 埠 16 可作為計時器 0 的溢出 TOUT0 ，埠 17 可作為計時器 1

的溢出 TOUT1

實驗原理 I/O 埠模式暫存器 (IOPMOD) ：

各位元定義為：

[0..17] P0~P17 的 I/O 模式控制位元元。0= 輸入 1= 輸出

暫存器偏移位址操作功能描述重置值IOPMOD 0x5000 讀 / 寫 I/O 埠模式暫存器 0x0000,000

0

實驗原理 I/O 埠控制暫存器 (IOPCON) ：

[4 ： 0] 控制埠 8 的外部中斷請求信號 0 （ xIRQ0 ）輸入

[4] 0 = 禁能 1 = 致能 [3] 0 = 低電位有效 1 = 高電位有效 [2] 0 = 濾波器關 1 = 濾波器開[1 ： 0]

00 = 電位檢測 01 = 上升沿檢測 10 = 下降沿檢測 11 = 上升、下降沿均檢測

暫存器偏移位址操作功能描述重置值IOPCON 0x5004 讀 / 寫 I/O 埠控制暫存器 0x0000,000

0

實驗原理 [9 ： 5] 控制埠 9 的外部中斷請求信號 1 （ xIRQ1 ）輸入

使用方法同埠 8 [14 ： 10] 控制埠 10 的外部中斷請求信號 2 （ xIRQ2 ）輸入

使用方法同埠 8 [19 ： 15] 控制埠 11 的外部中斷請求信號 3 （ xIRQ3 ）輸入

使用方法同埠 8 [22 ： 20] 控制埠 12 的外部 DMA 請求信號 0 （ DRQ0 ）輸入

[22] 0 = 禁能 1 = 致能 [21] 0 = 濾波器關 1 = 濾波器開 [20] 0 = 低電位有效 1 = 高電位有效

[25 ： 23] 控制埠 13 的外部 DMA 請求信號 1 （ DRQ1 ）輸入 [25] 0 = 禁能 1 = 致能 [24] 0 = 濾波器關 1 = 濾波器開 [23] 0 = 低電位有效 1 = 高電位有效

[27 ： 26] 控制埠 14 的外部 DMA 應答信號 0 （ DAK0 ）輸出 [27] 0 = 禁能 1 = 致能 [26] 0 = 低電位有效 1 = 高電位有效

[29 ： 28] 控制埠 15 的外部 DMA 應答信號 1 （ DAK1 ）輸出 [29] 0 = 禁能 1 = 致能 [28] 0 = 低電位有效 1 = 高電位有效

[30] 控制埠 16 作為計時器 0 溢出信號（ TOEN0 ） 0 = 禁能 1 = 致能

[31] 控制埠 17 作為計時器 1 溢出信號（ TOEN1 ） 0 = 禁能 1 = 致能

實驗原理 I/O 埠資料暫存器 ( IOPDATA )

當 I/O 埠配置為輸入模式時，對應的位元表示 I/O 埠的輸入狀態。

當 I/O 埠配置為輸出模式時，對應的位元表示 I/O 埠的輸出狀態。

對應的位元表示 I/O 埠：

暫存器偏移位址操作功能描述重置值IOPDATA 0x5008 讀 / 寫 I/O 埠資料暫存器未定義

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗接腳電路圖

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗開啟 ARM Project Manger

從 File 功能表新建一個專案項目。 File → New 如下圖所示。

選擇 Project

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗輸入專案名稱 GPIO 及路徑

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗新建一個 .S 文件。 File → New 。彈出如下對話方

塊

編寫程式碼

儲存檔案為 Init.s

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗添加至專案檔案中

1

2

3

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗再建立一個檔案，且命名為 main.c

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗將 main.c 檔案儲存起來，並添加至專案檔案中

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗設置編譯連接環境。 Tools→Configure → armlink 在 General 頁面設置連接程式庫路徑。

1

2

3

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗在 Output 頁面設置 ARM ELF image format 輸出

為 ELF 格式在 Entry and Base 頁面設置除錯時檔下載的目的

位元址。要保證該位址為 SDRAM 位址。

45

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗編譯工程項目。

在 Project → Force build

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗進入除錯程式

執行” JTAG-NT&2000.exe” 開啟” ARM Debugger For Windows”

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗載入映像檔案進行除錯

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗執行程式進行除錯，利用工作列上的圖示來進行單步

執行除錯

利用工作列上的圖示來監看記憶體狀態R

eload

Go

Stop

Step In

Step

Step O

ut

Run to C

ursor

Register

Locals

Mem

ory

AR

M D

isassembly

Back T

race

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗按 F10 單步執行程式或點工作列上的圖示

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗按 F8 單步執行程式或點工作列上的圖示

進入 Main 主程式 (C 語言 )

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗觀看 IOPMOD 記憶體的變化

輸入 IOPMOD 記憶體位址 0x03FF5000

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗設定 IOPMOD

0x03FF5000 記憶體的變化

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗設定 IOPDATA(0x03FF5008)

IOPDATA(0x03FF5008) 的變化

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗觀察 LED 變數

LED 變數的變化

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗利用”移位”的方式，改變 LED 燈的變化

將移位後的值寫入 IOPDATA ，輸出至 IO port

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗利用 Step 執行 Delay() ，用 Step In 會進入

Delay() 副程式 Step 單步執行

Step In 單步執行

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗 IOPDATA 執行變化

DemoBoardP4_LED 亮起




通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗當 IOPDATA 為 0x80 ，重置 LED 值

通用 I/O 埠的 LED 輸出實驗



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