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青风QF-LM4F232 V1.0开发手册 第三章 青风QF-LM4F232 V1.0 开发板模块讲解及实例开发 3.1 GPIO的使用：点亮你的第一个LED灯 3.11 原理分析： 3.12 硬件设计： 3.12 软件设计： 3.13 程序下载及使用说明： 3.11 原理分析： 之前大家学习过 51 单片机，也使用过 IO 口。与 CORTEX M4 的IO 口配置有点区别，51 不需要设置 IO 口为输入或者输出，而 CORTEX M4 的IO 口有多种状态需要设置，那么下面我 们就一一道来： I/O（Input/Output）接口是一颗微控制器必须具备的最基本外设功能。在 Stellaris 系列 ARM 里，所有 I/O 都是通用的，称为 GPIO（General Purpose Input/Output）。GPIO 模块由 14 个物理 GPIO 块组成，一块对应一个 GPIO 端口（PA、PB、PC、PD、PE、PF、PG、 PH、PJ、PK、PL、PM、PN、PP）。每个GPIO 端口包含多个管脚，如 PA 端口是PA0～PA7。GPIO 模块遵循 FiRM（Foundation IP for Real-Time Microcontrollers）规范，并且支持多达 105 个可编程输入/输出管脚（具体取决于与 GPIO复用的外设的使用情况）。 图 1：数字/模拟 IO 结构图 上图给出了 GPIO 模块各个端口相应寄存器的结构图，大家看懂这个结构图，也就对 GPIO 口的操作有了整体的了解。比如：port control 寄存器控制端口输入和输出,Date I 青风QF-LM4F232 V1.0开发手册 control 控制数据量。详细的说明大家参考 datasheet。如果TI 没有给出函数库，那么编写 程序进行寄存器配置就是很重要的一环。 在 lm4f232h5qd.h 文件中对 LM4F232 寄存器进行了全面的配置，TI 的这个头文件采取 的是一次列举的方式分配寄存器地址的。有的 32 位 ARM 的头文件则采取的是结构体的方式 分配地址的。那么谈到 GPIO 的使用，我们最重点注意的还是 IO 端口状态的配置。GPIO 的 寄存器配置常用的有： 数据寄存器操作，数据方向操作，中断操作，端口模式操作 等等 如果大家直接操作响应寄存器是可以的，但是 TI 配备了完整的函数库，使用函数库进 行操作就变的很简单了。这也是我们下面的软件编程中要详细介绍的。 在 Stellaris 系列 ARM 里，GPIO 管脚可以被配置为多种工作模式，其中有 3 种比较常 用：高阻输入、推挽输出、开漏输出。这三种模式，大家在模电数电中已经有过了解了(参 考周立功)： 1． 高阻输入(Input) 如图 2 所示，为 GPIO 管脚在高阻输入模式下的等效结构示意图。这是一个管脚的情况， 其它管脚的结构也是同样的。输入模式的结构比较简单，就是一个带有施密特触发输入 （Schmitt-triggered input）的三态缓冲器（U1），并具有很高的输入等效阻抗。 图 2：高阻输入 2．推挽输出(Output) 如图 3 所示，为 GPIO 管脚在推挽输出模式下的等效结构示意图。U1 是输出锁存器， 执行 GPIO 管脚写操作时，在写脉冲（Write Pulse）的作用下，数据被锁存到 Q 和/Q。T1 和 T2 构成 CMOS 反相器，T1 导通或T2导通时都表现出较低的阻抗，但 T1和 T2 不会同时导 通或同时关闭，最后形成的是推挽输出。在 Stellaris 系列ARM 里，T1和 T2 实际上是多组 可编程选择的晶体管，驱动能力可配置为 2mA、4mA、8mA，以及带转换速率（Slew Ra