第六章 通用数字量输入/输出（GPIO）
CPU要处理外界二进制信息（数字量），要将其存放在存储器中，就需要外界信息源与CPU或存储器进行交换，这样的交换接口若用来进行通用目的数字量的输入输出，就被称为通用数字量输入/输出接口，简称GPIO。F28027 DSP有多达39个GPIO口，对应着芯片引出的39个引脚，随着芯片的封装与尺寸的确定，引脚数目是有限的，所以这 个引脚多数都是功能复用的，既可以灵活配置为输入引脚，也可以灵活配置为输出引脚，既可以作为通用I/O引脚，也可以作为特殊功能口（如SCI、SPI、ECAN等），非常灵活，用户根据需要，可以通过GPIO MUX（输入输出多路选择器，复用开关）寄存器进行相关配置，下面详细介绍GPIO的工作原理及其配置过程。
6.1 GPIO工作原理
F28027 DSP将这39个GPIO口分成了A、B这两大组，A组包括GPIO0-GPIO31，B组包括GPIO32-GPIO38,每个引脚都复用了多个功能，同一时刻，每个引脚，只能用改该引脚的一个功能。究竟工作在哪个模式下，可以通过GPIO Mux（复用开关）寄存器配置每个引脚的具体功能（通用数字量I/O或者外设专用功能）。如果将这些引脚选择数字量I/O模式，可以通过方向寄存器GPxDIR配置数字量I/O的方向，既作为输入引脚也作为输出引脚；还可以通过量化寄存器GPxQUAL对输入信号进行量化限制，从而可以消除数字量I/O引脚的噪声干扰。此外，有下面4种方式对GPIO引脚进行读写操作：
- 1.可以通过GPxDAT寄存器独立读写I/O信号。
- 2.利用GPxSET寄存器写1（写0无效）对I/O口置位。
- 3.利用GPxCLEAR寄存器写1（写0无效）对I/O口清零。
- 4.利用GPxTOOGLE寄存器置1后（写0无效）翻转I/O输出电平，原来高电平变成低电平，原来低电平则变成高电平。
GPIO模块框图如图6.1所示。从图中最左侧圈内GPIO0～GPIO31为GPIO引脚，在其上方位置有个PU，表示PULL UP是上拉的意思，也就是这些GPIO引脚是通过软件可编程控制其电平是否上拉，控制寄存器为GPAPUD，0的时候上拉有效，1的时候上拉无效，两个三角形是控制GPIO作为输入还是输出，上边三角形为输入通道，GPIO输入后经滤波电路，引脚的功能选择由多路选择器控制，每个引脚有4种功能选择，00为通用I/O引脚，01、10、11分别为外设1、2、3引脚，输入的值都会进入GPADAT寄存器，可以通过该寄存器进行读取，在GPIO方向选择为输入的受GPIO输入信号控制，在其上方就是GPIO输入引脚引入的相关PIE中断，下边三角形为输出通道，输出值为GPADAT内的值，在做输出引脚时，可以通过GPASET等寄存器设置该寄存器的值。
GPIO输入受到可编程的滤波器的限制，用户可以通过配置GPAQSEL1、GPAQSEL2、GPBQSEL2寄存器选择GPIO引脚的输入限制类型。对于一个GPIO输入引脚，输入限制可以被SYSCLKOUT同步然后经采样窗进行滤波限制；而对于配置成外设输入的引脚，除同步与采样窗进行滤波限制；而对于配置成外设输入的引脚，除同步与采样窗限制外，也可以是异步输入。
（2020-10-30，希格玛公寓，北京）
