在使用单片机时对GPIO操作是最基础的操作,即使这种操作如果不注意还是会掉到坑里去。
例如:使用同一组GPIO端口中的两个引脚(PA00和PA01)做输出,PA00在主循环中改变输出状态,PA01通过中断方式改变输出状态。正常的情况应该是PA00只在主循环中改变输出状态,而PA01只会在中断发生时改变输出状态。但是,随着程序运行时间的加长或者在主循环中提高PA00输出的频率,会发现本应该在中断中完成状态改变的PA01,个别时候状态会不发生改变。而在中断服务程序中设置断点,进行debug发现中断可以正常进入,也能正常改变PA01的输出状态。要想分析造成这个情况的原因可以从官方提供的DDL库入手来分析。
华大单片机M0+系列芯片在对GPIO端口输出电平操作时,DDL库提供了如下两种方法:
方法1:
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<p><font face="微软雅黑" size="3">/*****************************************************************************
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** \brief GPIO IO输出值写入
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**
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** \param [in] enPort IO Port口
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** \param [in] enPin IO Pin脚
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** \param [out] bVal 输出值
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**
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** \retval en_result_t Ok 设置成功
-
** 其他值 设置失败
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******************************************************************************/
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en_result_t Gpio_WriteOutputIO(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin, boolean_t bVal)
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{
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SetBit(((uint32_t)&M0P_GPIO->PAOUT + enPort), enPin, bVal);</font></p><p><font face="微软雅黑" size="3"> return Ok;
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}</font></p>
方法2:
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<p><font face="微软雅黑" size="3">/*******************************************************************************
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** \brief GPIO IO设置
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**
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** \param [in] enPort IO Port口
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** \param [in] enPin IO Pin脚
-
**
-
** \retval en_result_t Ok 设置成功
-
** 其他值 设置失败
-
******************************************************************************/
-
en_result_t Gpio_SetIO(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin)
-
{
-
SetBit(((uint32_t)&M0P_GPIO->PABSET + enPort), enPin, TRUE);</font></p><p><font face="微软雅黑" size="3"> return Ok;
-
}</font></p><p><font face="微软雅黑" size="3">
-
</font></p><p><font face="微软雅黑" size="3">/******************************************************************************
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** \brief GPIO IO清零
-
**
-
** \param [in] enPort IO Port口
-
** \param [in] enPin IO Pin脚
-
**
-
** \retval en_result_t Ok 设置成功
-
** 其他值 设置失败
-
******************************************************************************/
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en_result_t Gpio_ClrIO(en_gpio_port_t enPort, en_gpio_pin_t enPin)
-
{
-
SetBit(((uint32_t)&M0P_GPIO->PABCLR + enPort), enPin, TRUE);</font></p><p><font face="微软雅黑" size="3"> return Ok;
-
}</font></p>
方法1是对整个PxOUT寄存器进行的操作,查看用户手册关于此寄存器的说明如下图:

当PxOUT寄存器对应位为1时,对应的引脚输出高电平,反之输出低电平。
方法2是通过置位寄存器引脚对应位的置1完成引脚输出高电平的操作,寄存器说明如下图:

通过清零寄存器引脚对应位置1完成引脚输出低电平的操作,寄存器说明如下图:

上述输出不正常的现象是因为使用了方法1进行的操作。在主循环中对PA00输出状态的改变通过PAOUT寄存器来完成,假如PORTA所有引脚都为低电平时,让PA00输出高电平,方法1的操作是把0X0001写入到PAOUT寄存器就可以实现。在ARM的汇编指令中要把0X0001写入到PAOUT必须借助于通用寄存器 (r0~r7)来实现。当CPU刚完成0X0001移入到通用寄存器时,中断发生,CPU会把通用寄存器保存起来,然后响应中断,在中断中PA01输出高电平PAOUT值为0X0002,之后退出中断。退出中断后,CPU会恢复中断之前通用寄存器的值(0X0001),再继续把通用寄存器的值存入到PAOUT。这时PAOUT的值是0X0001,只有PA00输出高电平,而PA01没有输出高电平。这种现象就是端口的竞争-冒险现象。
在使用芯片的时候不希望这竞争-冒险现象出现,通过方法2的操作完全可以避免此现象的出现。因为方法2是对寄存器的位进行操作,每次操作的时候只有对应的位进行置位或清零,其它位值为0的时候不影响输出的结果。
因此小编建议大家在开发的时候对GPIO端口输出操作时,使用方法2的方式来操作。
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