原创 S3C2440 操作汇总(1.GPIO操作)

2011-3-27 14:28 3535 2 2 分类: MCU/ 嵌入式

最近在study ARM,在网上看到一些先行者们总结出来的一些东西,觉得很有参考意义,特收藏起来便于日后查找学习。

GPIO端口操作
S3C2440有117个I/O端口,共分为A-H组,可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出或其他特殊功能。对端口的操作主要通过以下三个寄存器来进行。
1.        GPxCON,用于配置/选择引脚的功能。
2.        GPxDAT,用于引脚读写,当引脚被设为输入时,可以读此寄存器得到引脚输入,当引脚为输出时,写此寄存器相应位可令此引脚输出高电平或低电平。
3.        GPxUP,用于设置内部上拉电阻,为0时,相应引脚使用上拉电阻,为1时不使用(当引脚处于高阻状态时,它的电平由上拉、下拉电阻确定)
因此对端口的操作实际上就是通过对这三个寄存器进行读写。代码如下:
Ldr r0,=GPxCON   配置某端口功能
Ldr r1,=0x?     
Str r1,[r0]

Ldr r0,=GPxDAT   读取端口数据
Ldr r1,=0x?
Str r1,[r0]      ;向端口写入数据
Ldr r1,[r0]      ;读取端口数据
1、        TQ2440LED跑马灯程序
硬件说明:TQ2440中,LED1-LED4接GPB5-GPB8,其中1灯灭,0灯亮
          GPBCON地址为0x56000010,GPBDAT地址为0x56000014
          GPBCON每两位控制一个端口,其中00为输入端,01为输出端,取
值11保留,10为其它定义

   软件说明:
             设置GPB5-GPB8为输出端(0x01<<10)+ (0x01<<12)+ (0x01<<14)+ (0x01<<16)=0x15400

首先,我们初始化程序主要工作为:
关闭看门狗电路
      关闭子中断源
      关闭中断
      设置系统模式并关闭中断
      设置堆栈指针
      调用TestMain应用程序
程序:
Start
        ldr        r0,=WTCON       ;watch dog disable
        ldr        r1,=0x0
        str        r1,[r0]

        ldr        r0,=INTMSK
        ldr        r1,=0xffffffff  ;all interrupt disable
        str        r1,[r0]

        ldr        r0,=SUBINTMSK
        ldr        r1,=0x7fff                ;all sub interrupt disable
        str        r1,[r0]
               
        msr cpsr_c,#0xdf            ;系统模式并关闭IQR中断
        ldr sp,=4096
       
        b   TestMain

需要说明的是,我们在调用外部汇编程序时,需要用IMPORT TestMain引入该程序,同理,需要用EXPORT TestMain导出该函数定义。
在LED.S文件中
ldr r0,=GPBCON
ldr r1,=(0x01<<10)+(0x01<<12)+(0x01<<14)+(0x01<<16)
str r1,[r0]
用来设置GPBCON端口中GPB5-GPB8四个引脚功能为输出端。

ldr r0,=GPBDAT
    ldr r1,=(0xe<<5)        ;led1
str r1,[r0]
向GPB端口输出数据        (111000000)点亮LED1灯,其他同理

ldr r2,=0x20000
loop1
    sub r2,r2,#1
    cmp r2,#0
    bne loop1
用来延时,需要说明的是,在我们的初始化程序中,由于没有对时钟频率进行设置,TQ2440外接频率为FIN=12M,故程序运转正常。当我们将其用7命令下载到SDRAM中运行时,你会觉得四个LED灯全亮。原因何在,这是因为TQ2440中U_BOOT程序已将CPU时钟设置为400MHz,运行速度加快给你造成的错觉(这个问题,曾让我困惑,以为下载到NAND中不运行)。
将此程序下载到NANDFLASH或SDRAM中运行,我们自然产生一个问题,从NAND启动后,CPU自动将前4K数据拷贝到内部RAM中运行,地址为0x00000000而下载到SDRAM中时,其地址为0x30000000,两个地址不一样,程序是如何都能运行的呢?它是如何处理地址的呢?
让我们看看汇编后的代码:
ldr r0,=WTCON       ;watch dog disable
[0xe3a00453]   mov      r0,#0x53000000
        ldr        r1,=0x0   
[0xe3a01000]   mov      r1,#0
        str        r1,[r0]
[0xe5801000]   str      r1,[r0,#0]

        ldr        r0,=INTMSK
[0xe59f001c]   ldr      r0,0x30000030 ; = #0x4a000008
        ldr        r1,=0xffffffff  ;all interrupt disable
[0xe3e01000]   mvn      r1,#0
    str r1,[r0]

从汇编后代码我们可以看到,因为WTCON地址0x53000000是一个合法的立即数,故ldr r0,=WTCON被处理成mov r0,#0x53000000指令,与地址无关。而INTMSK的地址为0x4a000008不是合法立即数,故 ldr r0,=INTMSK指令被汇编成一条
ldr r0,0x30000030 ; = #0x4a000008即从地址为0x30000030处读取0x4a000008,我们知道,编译器会在每段的未尾放一缺省的文字池,用来存放不是合法立即数的常数,当用伪指令LDR时,根据操作数的情况,或汇编成MOV指令,或用LDR读取指令。从上面我们可以看出,当程序在SDRAM(0x30000000)运行时,程序能根据地址读取正确的数,而程序写入NAND并运行时,它的开始地址为0x00000000,同理,数据0x4a000008的地址应该变为0x00000030,如图:
SDRAM运行,其地址如下:
0x30000000        ldr r0,=GPBCON       
……               
0x3000000c        ldr  r0,0x30000030 ; = #0x4a000008        0xe59f001c(二进制代码)
……               
0x30000030        0x4a000008       
那么当从NAND中运行时,其地址空间如下:
0x00000000        ldr r0,=GPBCON       
……               
0x0000000c        ldr  r0,0x30000030 ; = #0x4a000008        0xe59f001c(二进制代码)
……               
0x00000030        0x4a000008       
那么,ldr指令是如何保证从SDRAM或NAND中运行得到正确的地址的呢,这是因为ldr指令的地址是基于PC+8+偏移地址,我们看其二进代码0xe59f001c(二进制代码),偏移值为1c,其值计算如下:0x3000000c+8+1c=0x30000030(SDRAM)
                          0x0000000c+8+1c=0x00000030(NAND)
同理,我们再看看b TestMain指令情况:
其汇编为:
b   TestMain               0x3000002c
[0xea000002]   b        TestMain
而TestMain代码的第一条指令地址为  0x3000003c
而转移指令的地址计算方法如下:后24位向左移动2位后再与PC+8相加的值就是程序转移的地址:(SDRAM)   0x3000002c+8+000002*4(左移2位)=0x3000003c
             (NADND)      0x0000002c+8+000002*4(左移2位)=0x0000003c

测试实验:
如果我们将b   TestMain指令改为ldr pc,=TestMain会有什么效果呢?
指定RO地址为0x30000000时,在SDRAM中能正常运行(增加延长次数),而下载到NAND后不能运行
指定RO地址为0x00000000时,在SDRAM中不能正常运行,而下载到NAND中能运行。

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