【雅特力AT-START-F435】GPIO解读(ODR,SCR,HDRV极大电流推动/吸入能力)

zhangbaoyin

【雅特力AT-START-F435】GPIO解读(ODR,SCR,HDRV极大电流推动/吸入能力) [复制链接]

 

       AT32F435 支持多达116 个双向I/O 引脚，这些引脚分为8 组，分别为PA0-PA15、PB0-PB15、PC0-PC15、PD0-PD15、PE0-PE15、PF0-PF15、PG0-PG15、PH0-PH3 每个引脚都可以实现与外部的通讯、控制以及数据采集的功能。

• 每个引脚都支持通用功能输入输出（GPIO）或复用功能输入输出（IOMUX）。
• 每个引脚都可以软件配置成浮空输入、上拉/下拉输入、模拟输入/输出、通用推挽/开漏输出、复用推挽/开漏输出。
• 每个引脚都有独立的弱上拉/下拉功能。
• 每个引脚都可以软件配置输出驱动能力。
• 每个引脚都可以配置为外部中断输入。
• 每个引脚都支持配置锁定功能。

 

    根据寄存器手册6.2.1GPIO功能描述，可以看到，所有GPIO均挂载到AHB高速总线上，其时钟频率和CPU的时钟频率相同（实际GPIO翻转速率将再后续评测中测试）。  所有用户可以正常使用的GPIO默认复位状态均为浮空输入模式。

    在官方寄存器手册中有这样一句话：

    注意： 如果是浮空输入模式，为避免复杂环境下，没有使用的引脚有干扰，导致漏电，建议， 如引脚不使用，则配置为模拟输入模式。

 

 

一、GPIO模式选择

    GPIO的模式一般都分为3种情况：通用功能输入、模拟输入/输出、通用功能输出。

1.     通用功能输入模式。
2. 模拟输入/输出  
3. 通用功能输出

        

 

         当GPIO 端口被配置为输出时：

• 施密特触发器有效
• 可通过输出寄存器让对应引脚输出
• 在开漏模式时，可强输出0，可用上拉电阻输出1
• 在推挽模式时，可通过输出寄存器输出数字0/1。
• 提供GPIO 设置/清除寄存器控制对应的GPIO数据输出寄存器的设置/清除

 

 

二、IOMUX复用功能

    引用STM32寄存器手册中对于端口复用功能的描述：

    STM32Fxx内部集成了很多的外设控制器，比如USART、SPI、bxCAN等等，这些外设控制器，也需要通过引脚与外设连接。复用功能是相对于单片机的引脚而言的。所谓“复用功能”，是指单片机的引脚既可以做普通GPIO使用，也可以作为内部外设控制器的引脚来使用。首先，PA5可以做为普通GPIO来使用；其次，如果作为外设的引脚，它可以作为SPI1的时钟（SPI1_SCK）、DAC的输出通道1（DAC_OUT1）或者ADC的输入通道5（ADC12_IN5）。PA5支持的三种外设（SPI1、DAC、ADC）在同一时刻只能选择一种，选择的方法是开启相应外设的时钟，并使其它外设的时钟保持关闭状态。如果PA5被配置为复用功能，但是没有开启它支持的任何外设的时钟，它的输出是不确定的。

    也即是说，为了排除其他复用功能带来的干扰（例如STM32F103小蓝板，IIC1的SCL和FSMC功能复用了，导致iic通信的OLED液晶屏无法正常显示，但时序是正确的）。开启MUX复用功能寄存器，管脚只连接其中一个功能的复用功能，把其他功能断开，就可以排除其他功能带来的影响。

    例如，AT32F435@iic1 的SCL和SDA连接到管脚PB6和PB7，这两个管脚还复用了TMR4_CH1、TMR4_CH2、TMR8_BRK、SPI4_CS、USART1_TX、USART1_RX、UART5_TX、DVP_D5、DVP_VSYNC等。 通过“ 寄存器手册-6.2.9 IOMUX功能输入/输出 ”章节可以查出每个管脚复用功能的 MUXy 。通过设置相关寄存器，即可连接管脚。

IIC1通信的管脚初始化：

    #define I2Cx_SCL_GPIO_CLK                CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK
    #define I2Cx_SCL_GPIO_PIN                GPIO_PINS_6
    #define I2Cx_SCL_GPIO_PinsSource         GPIO_PINS_SOURCE6
    #define I2Cx_SCL_GPIO_PORT               GPIOB
    #define I2Cx_SCL_GPIO_MUX                GPIO_MUX_4

    #define I2Cx_SDA_GPIO_CLK                CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK
    #define I2Cx_SDA_GPIO_PIN                GPIO_PINS_7
    #define I2Cx_SDA_GPIO_PinsSource         GPIO_PINS_SOURCE7
    #define I2Cx_SDA_GPIO_PORT               GPIOB
    #define I2Cx_SDA_GPIO_MUX                GPIO_MUX_4


    /* i2c periph clock enable */
    crm_periph_clock_enable(I2Cx_CLK, TRUE);
    crm_periph_clock_enable(I2Cx_SCL_GPIO_CLK, TRUE);
    crm_periph_clock_enable(I2Cx_SDA_GPIO_CLK, TRUE);

    /* gpio configuration */
    gpio_pin_mux_config(I2Cx_SCL_GPIO_PORT, I2Cx_SCL_GPIO_PinsSource, I2Cx_SCL_GPIO_MUX);

    gpio_pin_mux_config(I2Cx_SDA_GPIO_PORT, I2Cx_SDA_GPIO_PinsSource, I2Cx_SDA_GPIO_MUX);

    /* configure i2c pins: scl */
    gpio_init_structure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
    gpio_init_structure.gpio_mode           = GPIO_MODE_MUX;
    gpio_init_structure.gpio_out_type       = GPIO_OUTPUT_OPEN_DRAIN;
    gpio_init_structure.gpio_pull           = GPIO_PULL_UP;

    gpio_init_structure.gpio_pins           = I2Cx_SCL_GPIO_PIN;
    gpio_init(I2Cx_SCL_GPIO_PORT, &gpio_init_structure);

    /* configure i2c pins: sda */
    gpio_init_structure.gpio_pins           = I2Cx_SDA_GPIO_PIN;
    gpio_init(I2Cx_SDA_GPIO_PORT, &gpio_init_structure);

 

 

 

三、寄存器描述

• ​​​GPIO配置寄存器（GPIOx_CFGR）
• GPIO输出模式寄存器（GPIOx_OMODE）
• GPIO电流推动/吸入能力切换控制寄存器（GPIOx_ODRVR）
• GPIO上/下拉寄存器（GPIOx_PULL）（x=A..H）

    以上寄存器和传统32寄存器配置是一样的，参考技术手册即可。需要注意的是：

 

1. GPIO_Toggle的方法（SCR、ODT寄存器）

    当GPIO配置为通用输出模式时候，可以通过GPIO的ODT寄存器和来SCR寄存器来配置GPIO的高低电平。

    但需要注意的是，ODT寄存器为可读可写（RW），SCR寄存器为只读（RO）

    所以在配置Toggle的时候，应该使用ODT寄存器异或，如以下代码所示:

  //系统时钟设置到144MHz
  system_clock_config();

  at32_board_init();

  // 点灯
  GPIOD->odt = (0x0000);
  delay_ms(500);
  // 灭灯
  GPIOD->odt = (0x2000|0x4000|0x8000);
  delay_ms(500);
	

  while(1)
  {
	GPIOD->odt ^= (0x2000|0x4000|0x8000);
	delay_ms(500);
  }

    实际效果

8f928505fc01842ce3214945e4197240

 

    使用SCR寄存器异或：

  //系统时钟设置到144MHz
  system_clock_config();
  at32_board_init();

  // 点灯
  GPIOD->scr = (0x20000000|0x40000000|0x80000000);
	delay_ms(500);
  // 灭灯
  GPIOD->scr = (0x00002000|0x00004000|0x00008000);
  delay_ms(500);
	
  while(1)
  {
		GPIOD->scr ^= (0x20000000|0x40000000|0x80000000)|(0x00002000|0x00004000|0x00008000);
		delay_ms(500);
  }

    实际效果

8fdb4dc6ec6a62df286fd0da49122758

 

 

2. 极大电流推动/吸入能力切换控制（HDRV寄存器）

    注意到，在GPIO的最后一个寄存器中，有一个 极大电流推动/吸入能力切换控制 寄存器，该寄存器默认复位值为0x0000，即关闭极大电流驱动。

    在 6.2.5通用功能输出配置 中，有如下表格

000：输出模式，适中电流推动/吸入能力
001：输出模式，较大电流推动/吸入能力
010：输出模式，适中电流推动/吸入能力
011：输出模式，适中电流推动/吸入能力
1xx：输出模式，极大电流推动/吸入能力

    不难发现，要使用极大电流推动/吸入能力功能，只需要将对应位的HDRV位置1即可。对应代码：

//PD13开启极大电流推动/吸入能力
GPIOD->hdrv = (0x2000);

//PD13关闭极大电流推动/吸入能力
GPIOD->hdrv = (0x0000);

 

    实际测量：

•     关闭HDRV测出的电流值为48.7mA，已经明显大于普通32位单片机的17mA推挽输出电流
•  开启HDRV测出的电流值为91.7mA  

 

 

 

至此，GPIO到此为止

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lugl4313820

大佬的表，怎么没有看到有单位，91ma那电源受得起么。

zhangbaoyin

lugl4313820 发表于 2023-6-3 11:46 大佬的表，怎么没有看到有单位，91ma那电源受得起么。

哈哈哈哈哈哈 档位没拍到，确实用的是200mA档，IO口直接输出高电平短接测量的，不知道能不能这样测。我觉得91mA应该能带的起来吧，毕竟这个电流不经过芯片，转3v3的芯片应该最大能给到800mA

lugl4313820

zhangbaoyin 发表于 2023-6-3 18:20 哈哈哈哈哈哈 档位没拍到，确实用的是200mA档，IO口直接输出高电平短接测量的，不知道能不能这样测。我觉 ...

我以为MCU的芯片有91ma的电流，那就太强大了。