【产品应用】AWorksLP样例详解（MR6450）-- GPIO

AWorksLP对外设进行了高度抽象化，为同一类外设提供了相同的接口，应用程序可以轻松跨平台。本文以MR6450平台为例，介绍AWorksLP GPIO外设基本用法。

  简介

GPIO（General Purpose Input and Output）是通用输入输出口。通俗地说，就是一些引脚，可以通过它们对外输出电平信号或者通过它们读取外部的电平信息。将I/O口用作普通输入/输出功能时，有两种常见的使用方式：一种是用作普通的输入/输出接口；一种是用作中断输入接口，即当指定的输入状态事件发生（比如：下降沿）时，触发用户自定义的回调函数。

  接口介绍

函数列表：

函数原型	简要描述
aw_err_t aw_pin_cfg (int pin, uint32_t flags);	配置引脚属性
aw_err_t aw_gpio_get (int pin);	读取引脚的输入/输出值
aw_err_t aw_gpio_set (int pin, int value);	设置引脚输出值
aw_err_t aw_gpio_toggle (int pin);	翻转引脚的输出值，即高电平变低电平，低电平变高电平
aw_err_t aw_gpio_trigger_cfg (int pin, uint32_t flags);	配置引脚“触发条件”，触发条件可位或
aw_err_t aw_gpio_trigger_connect (int pin, aw_pfuncvoid_t pfunc_callback, void *p_arg);	连接一个回调函数到引脚
aw_err_t aw_gpio_trigger_disconnect (int pin, aw_pfuncvoid_t pfunc_callback, void *p_arg);	断开引脚的回调函数
aw_err_t aw_gpio_trigger_on (int pin);	开启引脚的触发功能
aw_err_t aw_gpio_trigger_off (int pin);	关闭指定引脚的触发功能

使用aw_pin_cfg (int pin, uint32_t flags)接口配置pin为gpio功能时，flags参数详见下表。

GPIO属性配置表：

GPIO属性	宏定义	值	描述
GPIO模式	AW_PIN_CFG_GPIO_INPUT	1<<0	输入模式
	AW_PIN_CFG_GPIO_OUTPUT	2<<0	输出模式
	AW_PIN_CFG_GPIO_OUTPUT_LOW	3<<0	输出模式且输出低
	AW_PIN_CFG_GPIO_OUTPUT_HIGH	4<<0	输出模式且输出高
上下拉功能	AW_PIN_CFG_FLOAT	0<<3	浮空
	AW_PIN_CFG_PULL_UP	1<<3	上拉
	AW_PIN_CFG_PULL_DOWN	2<<3	下拉
	AW_PIN_CFG_PULL_UP_DOWN	3<<3	同时使能上下拉
输出模式	AW_PIN_CFG_OUTPUT_MODE_DRIVE	0<<5	直接输出
	AW_PIN_CFG_OUTPUT_MODE_OPEN_DRAIN	1<<5	开漏输出
	AW_PIN_CFG_OUTPUT_MODE_PUSH_PULL	2<<5	推挽输出

配置时，flags参数可以是一个或者多个相关宏定义的组合，简单示例如下：

aw_pin_cfg(pin, AW_PIN_CFG_GPIO_INPUT);
 /* 引脚配置为输出，浮空（无上下拉），直接输出 */
aw_pin_cfg(pin, AW_PIN_CFG_GPIO_OUTPUT);
aw_pin_cfg(pin, AW_PIN_CFG_GPIO_INPUT | AW_PIN_CFG_PULL_DOWN ); 
aw_pin_cfg(pin, AW_PIN_CFG_GPIO_OUTPUT| AW_PIN_CFG_OUTPUT_MODE_PUSH_PULL)

注意：

• 调用配置时，若上表中GPIO属性值存在缺省时，则会使用未偏移前对应值为0的宏定义默认填充，如上述示例中line3；
• 配置时需一次性将flags进行传入，不能每次传递一个属性进行配置进行多次调用，否则可能和期望配置结果不匹配。

使用 aw_gpio_trigger_cfg(int pin, uint32_t flags)接口配置引脚中断时，flags参数见下表。

GPIO中断配置表：

宏定义	描述
AW_GPIO_TRIGGER_HIGH	高电平触发
AW_GPIO_TRIGGER_LOW	低电平触发
AW_GPIO_TRIGGER_RISE	上升沿触发
AW_GPIO_TRIGGER_FALL	下降沿触发

配置时，flags参数可以是一个或者多个上表宏定义的组合，简单示例如下：

aw_gpio_trigger_cfg (pin, AW_GPIO_TRIGGER_HIGH);
aw_pin_cfg(pin, AW_GPIO_TRIGGER_RISE);
aw_pin_cfg(pin, AW_GPIO_TRIGGER_RISE | AW_GPIO_TRIGGER_HIGH ); 
/* 双边沿触发 */
aw_pin_cfg(pin, AW_GPIO_TRIGGER_RISE | AW_GPIO_TRIGGER_FALL);

注意：

• 当设置为不合理条件触发组合（如 AW_GPIO_TRIGGER_HIGH | AW_GPIO_TRIGGER_FALL）时，该函数会返回-AW_EINVAL。

  使用样例

AWorksLP SDK相关使用请参考《AWorksLP SDK快速入门（MR6450）——开箱体验》一文，本文不再赘述。1.通用IO功能

{SDK}demosperipheralgpio路径下为通用GPIO例程，例程具体代码如下：

#include "aworks.h"
#include "aw_delay.h"
#include "aw_gpio.h"
#include "aw_vdebug.h"


/**
 * rief GPIO demo 入口
 * 
eturn 无
 */
void demo_gpio_entry (int gpio)
{
  int i = 0;


  aw_kprintf("
GPIO demo testing...
");


  /* LED以1s的周期闪烁5次 */
  for (i = 0; i < 5; i++) {
    aw_gpio_set(gpio, 0);


    aw_mdelay(500);


    aw_gpio_set(gpio, 1);


    aw_mdelay(500);
  }


  /* LED以0.2s的周期持续闪烁 */
  for (i = 0; i < 40; i++) {
    aw_gpio_toggle(gpio);
    aw_mdelay(100);
  }
 
  aw_kprintf("
GPIO demo exit...
");
}

上述代码中使用aw_gpio_set和aw_gpio_toggle接口分别实现了500ms时间间隔的引脚5次反转以及100ms时间间隔引脚40次反转。在HPM的SDK中，传入该例程函数的引脚为RUN灯，所以最终的实验现象是LED灯先以较慢的速度闪烁，后以较快的速度闪烁，RUN灯的位置如图1所示。

图1运行灯

2.中断功能

{SDK}demosperipheralint路径下为通用中断例程，例程具体代码如下：

#include "aworks.h"
#include "aw_gpio.h"
#include "aw_sem.h"
#include "aw_vdebug.h"
#include "aw_delay.h"
#include "aw_int.h"


/**rief 记录是否产生中断 */
AW_SEMB_DECL_STATIC(__gpio_intr_semb);
#define TRIGGER_FLAG AW_GPIO_TRIGGER_RISE


static void __test_gpio_trig_isr (void* arg)
{
  int interrupt_pin = (int)arg;
#if TRIGGER_FLAG == AW_GPIO_TRIGGER_LOW || TRIGGER_FLAG == AW_GPIO_TRIGGER_HIGH
  /* 关闭触发中断，避免电平触发时不停地进中断导致程序无法继续运行 */
  aw_gpio_trigger_off(interrupt_pin);
#endif
  AW_SEMB_GIVE(__gpio_intr_semb);
}


void demo_interrupt_entry (int output_pin, int interrupt_pin)
{
  aw_err_t  err;
  int     i;
  
  aw_kprintf("
interrupt demo testing...
");
  
   /* 信号量初始化 */
  AW_SEMB_INIT(__gpio_intr_semb, AW_SEM_EMPTY, AW_SEM_Q_FIFO);
  
  /* 连接中断回调函数 */
  err = aw_gpio_trigger_connect(interrupt_pin,
                 __test_gpio_trig_isr,
                 (void *)interrupt_pin);
  if (err != AW_OK) {
     aw_kprintf("gpio trigger connect failed!
");
     return;
   }
   
  /* 配置为 TRIGGER_FLAG 对应方式触发 */
  err = aw_gpio_trigger_cfg(interrupt_pin, TRIGGER_FLAG);
  if (err != AW_OK) {
    aw_kprintf("gpio trigger cfg failed!
");
    return;
  }
   
  /* 开启引脚的触发 */
  err = aw_gpio_trigger_on(interrupt_pin);
  if (err != AW_OK) {
    aw_kprintf("gpio trigger on failed!
");
    return;
  }
   
  for (i = 0; i < 50; i++) {
   
    /* 设置输出管脚为低电平 */
    aw_gpio_set(output_pin, 0);
   
    /* 等待中断触发 */
    err = AW_SEMB_TAKE(__gpio_intr_semb, 1000);
    if (err == AW_OK) {
      aw_kprintf("enter gpio interrupt!
");
    }
#if TRIGGER_FLAG == AW_GPIO_TRIGGER_LOW || TRIGGER_FLAG == AW_GPIO_TRIGGER_HIGH
    /* 打开在回调函数中关闭的触发中断 */
    err = aw_gpio_trigger_on(interrupt_pin);
    if (err != AW_OK) {
      aw_kprintf("gpio trigger on failed!
");
      return;
    }
#endif
    /* 设置输出管脚为高电平 */
    aw_gpio_set(output_pin, 1);
      
    aw_mdelay(100);
  }
      
  /* 断开中断连接回调函数 */
  aw_gpio_trigger_disconnect(interrupt_pin,
                __test_gpio_trig_isr,
                (void *)interrupt_pin);
      
  /* 关闭引脚的触发 */
  aw_gpio_trigger_off(interrupt_pin);
       
  /* 终止信号量 */
  AW_SEMB_TERMINATE(__gpio_intr_semb);
      
  aw_kprintf("interrupt demo exit...
");
}

在例程代码中通过aw_gpio_trigger_connect、aw_gpio_trigger_cfg、aw_gpio_trigger_on三个接口配置interrupt_pin引脚中断触发模式为AW_GPIO_TRIGGER_RISE、中断回调函数为__test_gpio_trig_isr并对中断进行使能，同时配置output_pin持续翻转作为中断源的提供引脚，当output_pin 输出满足例程的中断条件时，会触发中断进入__test_gpio_trig_isr函数释放__gpio_intr_semb信号量，在例程中获取信号量成功后并打印"enter gpio interrupt!"。

例程中默认使用中断例程输出信号引脚为PIN_PF08、中断测试引脚为PF09，但由于本文测试所使用开发板并未引出该组引脚，故使用开发板上丝印URX1（PIN_PE24）做信号输出引脚与UTX1（PIN_PE25）做中断引脚进行测试，需修改main.c文件中TEST_OUTPUT_PIN与TEST_INTERRUPT_PIN宏定义，修改后如下所示:

#define TEST_OUTPUT_PIN     PIN_PE24
#define TEST_INTERRUPT_PIN    PIN_PE25 

修改完成后，重新编译工程并下载固件至开发板中，将开发板丝印URX1与UTX1引脚短接，并使用串口工具连接至DUART接口，则可看到在上位机中打印下图信息，表明中断触发成功。

图2串口打印信息注意事项：

• aw_gpio_trigger_connect函数所连接的回调函数是在中断中进行调用的，故该函数的实现需尽量的简短、高效，避免执行时间过长，否则可能会影响OS的实时性；
• 若中断触发条件为电平触发时，需在中断回调中关闭对应引脚中断，否则电平持续阶段会一直产生中断。

由于篇幅限制，样例中仅选取了部分特性进行讲解，在使用时需根据实际情况配置相应的触发条件以满足项目需求，更多引脚属性功能使用以及中断组合特性可自行调整测试。

本文对GPIO外设接口及样例做了详细介绍，当然其他外设也会陆续发布，请大家关注后续推文更新~

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原文标题：【产品应用】AWorksLP样例详解（MR6450）-- GPIO

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