智能车学习（十四）——K60单片机GPIO学习

一、头文件：

#ifndef __MK60_GPIO_H__
#define __MK60_GPIO_H__

#include "MK60_gpio_cfg.h"

/*
 * 定义管脚方向
 */
typedef enum GPIO_CFG
{
    //这里的值不能改！！！
    GPI         = 0,                                //定义管脚输入方向      GPIOx_PDDRn里，0表示输入，1表示输出
    GPO         = 1,                                //定义管脚输出方向
} GPIO_CFG;

#define HIGH  1u
#define LOW   0u

extern  GPIO_MemMapPtr      GPIOX[PTX_MAX];
#define GPIOX_BASE(PTxn)     GPIOX[PTX(PTxn)]       //GPIO模块的地址



/****************************外部使用****************************/

extern void    gpio_init  (PTXn_e, GPIO_CFG, uint8 data);    //初始化gpio
extern void    gpio_ddr   (PTXn_e, GPIO_CFG);                //设置引脚数据方向
extern void    gpio_set   (PTXn_e,           uint8 data);    //设置引脚状态
extern void    gpio_turn  (PTXn_e);                          //反转引脚状态
extern uint8   gpio_get   (PTXn_e);                          //读取引脚状态



//如下 4个 函数 的 PTxn 只能是 宏定义，不能是 变量
#define GPIO_SET(PTxn,data)       (PTXn_T(PTxn,OUT)= (data))    //设置输出电平
#define GPIO_TURN(PTxn)           (PTXn_T(PTxn,T)= 1)           //翻转输出电平
#define GPIO_GET(PTxn)            (PTXn_T(PTxn,IN))             //读取引脚输入状态
#define GPIO_DDR(PTxn,ddr)        (PTXn_T(PTxn,DDR) = ddr)      //输入输出状态


//如下  函数 的 PTxn 可以是  宏定义，也可以是 变量

//n位操作
#define GPIO_SET_NBIT(NBIT,PTxn,data)   GPIO_PDOR_REG(GPIOX_BASE(PTxn)) =   (                                                   \
                                                                                (                                               \
                                                                                    GPIO_PDOR_REG(GPIOX_BASE(PTxn))             \
                                                                                    &                                           \
                                                                                    ((uint32)( ~(((1<<NBIT)-1)<<PTn(PTxn))))    \
                                                                                )                                               \
                                                                                |   ((data)                                     \
                                                                                    &(                                          \
                                                                                        ((1<<NBIT)-1)                           \
                                                                                            <<PTn(PTxn)                         \
                                                                                     ))                                         \
                                                                            )


#define GPIO_DDR_NBIT(NBIT,PTxn,ddr)   GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(PTxn))  =   (                                                   \
                                                                                (                                               \
                                                                                    GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(PTxn))             \
                                                                                    &                                           \
                                                                                    ((uint32)( ~(((1<<NBIT)-1)<<PTn(PTxn))))    \
                                                                                )                                               \
                                                                                |   ((ddr)                                      \
                                                                                    &(                                          \
                                                                                        ((1<<NBIT)-1)                           \
                                                                                        <<PTn(PTxn)                             \
                                                                                    ))                                          \
                                                                            )

#define GPIO_T_NBIT(NBIT,PTxn,data)   GPIO_PTOR_REG(GPIOX_BASE(PTxn))  =   (                                                    \
                                                                                (                                               \
                                                                                    GPIO_PTOR_REG(GPIOX_BASE(PTxn))             \
                                                                                    &                                           \
                                                                                    ((uint32)( ~(((1<<NBIT)-1)<<PTn(PTxn))))    \
                                                                                )                                               \
                                                                                |   ((data)                                     \
                                                                                    &(                                          \
                                                                                        ((1<<NBIT)-1)                           \
                                                                                        <<PTn(PTxn)                             \
                                                                                    ))                                          \
                                                                            )


#define GPIO_GET_NBIT(NBIT,PTxn)    (( GPIO_PDIR_REG(GPIOX_BASE(PTxn))>>PTn(PTxn) ) & ((1<<NBIT)-1))


#endif      //__MK60_GPIO_H__

二、源文件：

/*
 * 包含头文件
 */
#include "common.h"
#include "MK60_port.h"
#include "MK60_gpio.h"

/*
 * 定义数组
 */
GPIO_MemMapPtr GPIOX[PTX_MAX] = {PTA_BASE_PTR, PTB_BASE_PTR, PTC_BASE_PTR, PTD_BASE_PTR, PTE_BASE_PTR}; //定义五个指针数组保存 GPIOX 的地址

/*!
 *  @brief      初始化gpio
 *  @param      PTxn    端口
 *  @param      cfg     引脚方向,0=输入,1=输出
 *  @param      data    输出初始状态,0=低电平,1=高电平 （对输入无效）
 *  @since      v5.0
 *  Sample usage:       gpio_init (PTA8, GPI,0);    //初始化 PTA8 管脚为输入
 */
void gpio_init (PTXn_e ptxn, GPIO_CFG cfg, uint8 data)
{
    //复用管脚为GPIO功能
    port_init( ptxn, ALT1);

    //端口方向控制输入还是输出
    if(  cfg == GPI )
    {
        //设置端口方向为输入
        GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) &= ~(1 << PTn(ptxn));       // GPIO PDDR 管脚号 清0，即对应管脚配置为端口方向输入
    }
    else
    {
        //设置端口方向为输出
        GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) |= (1 << PTn(ptxn));        // GPIO PDDR 管脚号 置1，即对应管脚配置为端口方向输出

        //端口输出数据
        if(data == 0)
        {
            GPIO_PDOR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) &= ~(1 << PTn(ptxn));   // GPIO PDOR 管脚号 清0，即对应管脚配置为端口输出低电平
        }
        else
        {
            GPIO_PDOR_REG(GPIOX_BASE(ptxn))  |= (1 << PTn(ptxn));   // GPIO PDOR 管脚号 置1，即对应管脚配置为端口输出高电平
        }
    }
}

/*!
 *  @brief      设置引脚数据方向
 *  @param      PTxn    端口
 *  @param      cfg     引脚方向,0=输入,1=输出
 *  @since      v5.0
 *  Sample usage:       gpio_ddr (PTA8, GPI);    //设置 PTA8 管脚为输入
 */
void  gpio_ddr   (PTXn_e ptxn, GPIO_CFG cfg)
{
    //端口方向控制输入还是输出
    if(  cfg == GPI )
    {
        //设置端口方向为输入
        GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) &= ~(1 << PTn(ptxn));           // GPIO PDDR 管脚号 清0，即对应管脚配置为端口方向输入
    }
    else
    {
        //设置端口方向为输出
        GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) |= (1 << PTn(ptxn));            // GPIO PDDR 管脚号 置1，即对应管脚配置为端口方向输出
    }
}

/*!
 *  @brief      设置引脚状态
 *  @param      PTxn    端口
 *  @param      data    输出初始状态,0=低电平,1=高电平 （对输入无效）
 *  @since      v5.0
 *  @warning    务必保证数据方向为输出（DEBUG模式下，有断言进行检测）
 *  Sample usage:       gpio_set (PTA8, 1);    // PTA8 管脚 输出 1
 */
void gpio_set (PTXn_e ptxn, uint8 data)
{
    ASSERT( BIT_GET( GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) , PTn(ptxn)) == GPO ); // 断言，检测 输出方向是否为输出
                                                                            // 获取 GPIO PDDR 管脚号 ，比较是否为输出

    //端口输出数据
    if(data == 0)
    {
        GPIO_PDOR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) &= ~(1 << PTn(ptxn));   // GPIO PDOR 管脚号 清0，即对应管脚配置为端口输出低电平
    }
    else
    {
        GPIO_PDOR_REG(GPIOX_BASE(ptxn))  |= (1 << PTn(ptxn));   // GPIO PDOR 管脚号 置1，即对应管脚配置为端口输出高电平
    }
}


/*!
 *  @brief      反转引脚状态
 *  @param      PTxn    端口
 *  @since      v5.0
 *  @warning    务必保证数据方向为输出（DEBUG模式下，有断言进行检测）
 *  Sample usage:       gpio_turn (PTA8);    // PTA8 管脚 输出 反转
 */
void gpio_turn (PTXn_e ptxn)
{
    ASSERT( BIT_GET( GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) , PTn(ptxn)) == GPO ); // 断言，检测 输出方向是否为输出
                                                                            // 获取 GPIO PDDR 管脚号 ，比较是否为输出

    GPIO_PTOR_REG( GPIOX_BASE(ptxn))  =  1 << (PTn(ptxn ));                 // GPIO PTOR ptxn 置1，其他清0 ，即对应管脚配置为端口输出反转，其他位不变
                                                                            // 此处不能用 BIT_SET 这个宏来置1 ，因为必须保证其他位 不变，其他位直接清0即可
}

/*!
 *  @brief      读取引脚输入状态
 *  @param      PTxn    端口
 *  @return     管脚的状态，1为高电平，0为低电平
 *  @since      v5.0
 *  @warning    务必保证数据方向为输入（DEBUG模式下，有断言进行检测）
 *  Sample usage:       uint8 pta8_data = gpio_get (PTA8);    // 获取 PTA8 管脚 输入电平
 */
uint8 gpio_get(PTXn_e ptxn)
{
    ASSERT( BIT_GET( GPIO_PDDR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) , PTn(ptxn)) == GPI ); // 断言，检测 输出方向是否为输入
                                                                            // 获取 GPIO PDDR 管脚号 ，比较是否为输入

    return ((GPIO_PDIR_REG(GPIOX_BASE(ptxn)) >> PTn(ptxn )) & 0x01);        // 获取 GPIO PDIR ptxn 状态，即读取管脚输入电平
}