漫谈LiteOS之开发板-GPIO（基于GD32450i-EVAL）

【摘要】本文主要从GPIO的定义、工作模式、特色、工作场合、以及GD32450i-EVAL开发板的引脚、对应的寄存器以及GPIO的流水灯示例对GPIO加以介绍，希望对你有所帮助。

1定义

GPIO（Gennral-purpose input/output）通用型输入输出，即“IO”口、引脚。既然通用也就是说它是芯片上一个干什么都行的引脚。

2 GD32450i-EVAL引脚说明

如图1所示GD32450i-EVAL开发板一共有140（16 * 8 + 12）个通用I/O引脚，PA-PI共9 组，其中PA-PH8组中每组有0-15共16个引脚，外加PI0-PI11共12个引脚。

3 GPIO 工作模式

输入、输出（推挽或开漏）、外设备用功能、模拟模式。而且都可以配置为上拉、下拉、或无上拉/下拉。除了模拟模式外，都具备大电流驱动能力。

4 功能

GPIO主要功能都是依托于寄存器实现，每个通用I/O端口都可以通过控制寄存器配置为输入、输出、备用功能或模拟方式。当选择备用功能时，引脚通过AF使能来选择，当端口配置为输出时，可以通过GPIO输出模式寄存器配置为推挽或开漏模式。输出端口的最大速度可以通过GPIO输出速度寄存器配置，每个端口可以通过上下拉寄存器配置为浮空、上拉、下拉功能。

4.1 主要寄存器

（1）#define GPIO_CTL(gpiox) REG32((gpiox) + 0x00U) 端口控制寄存器

（2）#define GPIO_OMODE(gpiox) REG32((gpiox) + 0x04U) 端口输出模式寄存器

（3）#define GPIO_OSPD(gpiox) REG32((gpiox) + 0x08U) 端口输出速度寄存器

（4）#define GPIO_PUD(gpiox) REG32((gpiox) + 0x0CU) 端口上拉/下拉寄存器

（5）#define GPIO_ISTAT(gpiox) REG32((gpiox) + 0x10U) 端口输入状态寄存器

（6）#define GPIO_OCTL(gpiox) REG32((gpiox) + 0x14U) 端口输出状态寄存器

（7）#define GPIO_BOP(gpiox) REG32((gpiox) + 0x18U) 端口位操作寄存器

（8）#define GPIO_LOCK(gpiox) REG32((gpiox) + 0x1CU) 端口配置锁定寄存器：

（9）#define GPIO_AFSEL0(gpiox) REG32((gpiox) + 0x20U) 备用功能选择寄存器0

（10）#define GPIO_AFSEL1(gpiox) REG32((gpiox) + 0x24U) 备用功能选择寄存器1

（11）#define GPIO_BC(gpiox) REG32((gpiox) + 0x28U) 位清除寄存器

（12）#define GPIO_TG(gpiox) REG32((gpiox) + 0x2CU) 端口位翻转寄存器

4.2 对应特性

（1）输入/输出方向控制。

（2）施密特触发器输入功能使能控制。

（3）每个引脚都具有弱上拉/下拉功能。

（4）推挽/开漏输出使能控制。

（5）置位/复位输出使能。

（6）输出驱动速度选择。

（7）模拟输入/输出配置。

（8）备用功能输入/输出配置。

（9）端口锁定配置。

（10）单周期输出翻转功能。

5 应用场景

（1）上拉、下拉输入：检测外部信号，如按键等。

（2）浮空输入模式：由于输入阻抗较大一般用作标准通信协议的I2C、USART的接收端。

（3）普通推挽输出：输出电平为0和3.3v的场合。

（4）普通开漏输出：电平不匹配的场合，如需输出5V高电平，需要外部添加上拉电阻，电源5V，GPIO设置为开漏模式，当输出高阻态时，由上拉电阻和电源向外输出5V电平。

（5）复用模式：根据对应的复用功能选择。

注意：使用任意一种开漏模式都需要接上拉电阻。

6 示例

以流水灯为例，使用GPIO来控制LED灯，GD32450i-EVAL开发板上有三个LED灯，设置间隔200毫秒，循环点亮，然后一起熄灭，循环此过程。

首先初始化LED时钟，之后配置LED的GPIO引脚，配置好引脚之后对LED灯进行点亮、延时、熄灭即可。

    void  gd_eval_led_init (led_typedef_enum lednum)

    {

          // 使能LED时钟

    eriph_clock_enable(GPIO_CLK[lednum]);

    // 设置GPIO模式

    gpio_mode_set(GPIO_PORT[lednum], GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE,GPIO_PIN[lednum]);

    // 设置GPIO输出以及速度

        gpio_output_options_set(GPIO_PORT[lednum], GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN[lednum]);

         //  操作位清除寄存器

        GPIO_BC(GPIO_PORT[lednum]) = GPIO_PIN[lednum];

    }

实现上述对于LED灯的初始化，之后只需要对LED灯和时钟进行操作即可，灯亮使能位操作寄存器，灯灭使能位清除寄存器即可。

    while(1){

            gd_eval_led_on(LED1);

            delay_1ms(200);

            gd_eval_led_on(LED2);

            delay_1ms(200);

            gd_eval_led_on(LED3);

            delay_1ms(200);       

            gd_eval_led_off(LED1);

            gd_eval_led_off(LED2);

            gd_eval_led_off(LED3);

            delay_1ms(200);

        }

实验效果如图2所示，具体见附件。