嵌入式基础概念系列（1） —— GPIO

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。