年度网站建设工作总结,女孩学网站开发和动漫设计,网站首页的快照更新慢,拓者设计吧课程原创 硬件设计技术 硬件设计技术 2023-07-20 00:04 发表于广东
收录于合集#集成电路--IC7个
一、GPIO定义、分类#xff1a; GPIO#xff08;英语#xff1a;General-purpose input/output#xff09;#xff0c;通用型之输入输出的简称#xff0c;其接脚可以供使用者由…
原创 硬件设计技术 硬件设计技术 2023-07-20 00:04 发表于广东
收录于合集#集成电路--IC7个
一、GPIO定义、分类 GPIO英语General-purpose input/output通用型之输入输出的简称其接脚可以供使用者由程控自由使用PIN脚依现实考量可作为通用输入GPI或通用输出GPO或通用输入与输出GPIO。 分类如下 二、GPIO内部结构 既然一个引脚可以用于输入、输出、其他特殊功能那么一定有寄存器用来选择这些功能。对于输入可以通过读取某个寄存器来确定引脚电位的高低对于输出可以通过写入某个寄存器来让这个引脚输出高电位或者低电位对于其他特殊功能另外的寄存器来控制它们。 内部简易系统框图如下所示 简易等效图一、From cypress or infineon 简易等效图二、From ST
三、GPIO驱动模式诠释以及等效模型 下图提供了某个 GPIO 引脚八种驱动模式同时给出了每一种驱动模式下的 GPIO 单元配置等效电路模型。From cypress or infineon 3.1、输入模式配置
3.1.1、当器件I/O引脚配置为输入时必须选择以下三个选项之一 • 带内部上拉的输出。使用上拉电阻以确保在浮动输入信号的情况下具有良好定义的逻辑电平。根据应用要求也可以使用外部上拉电阻。 • 带内部下拉的输入。使用下拉电阻确保在浮动输入信号的情况下具有 良好定义的逻辑电平。根据应用要求也可以使用外部下拉。 • 悬空输入。信号电平跟随外部信号。当没有外部信号时施密特触发器在由外部噪声引起的逻辑电平之间随机切换。但同时这也增加了总体消耗。 3.1.2、编程为输入时I/O端口具有以下特征 • 输出缓冲器被关闭 • 施密特触发器输入被打开 • 根据GPIOx_PUPDR寄存器中的值决定是否激活上拉或下拉电阻 • 输入数据寄存器每隔 1 个 AHB 时钟周期对 I/O 引脚上的数据进行一次采样 • 通过读取GPIOx_IDR输入数据寄存器可获取I/O状态 3.2、输出模式配置
3.2.1、当器件I/O引脚配置为输出时必须选择以下两个选项之一
• 推挽输出模式 推挽输出实际上使用两个晶体管一个PMOS和一个NMOS。每个晶体管接通才能将输出 驱动到适当的电平 – 当输出必须驱动为高电平状态时顶部晶体管PMOS导通 – 当输出必须驱动为低电平状态时底部晶体管NMOS导通 两个晶体管的控制通过GPIO端口输出类型寄存器GPIOx_OTYPER完成。将输出寄存器GPIOx_ODR的相关位写0可激活NMOS晶体管强制I/O引脚接 地。 将输出寄存器GPIOx_ODR的相关位写1可激活PMOS晶体管强制I/O引脚接 通VDD。
• 开漏输出模式 开漏输出模式不使用PMOS晶体管而是需要一个上拉电阻。 当输出必须变为高电平时必须关闭NMOS晶体管仅通过上拉电阻将电平拉高。该上拉电阻可以是内部的也可使用外部的。 注意不可能在同一个I/O引脚上同时激活上拉和下拉。用户也可以使用外部上拉或下拉电阻代替内部电阻。在这种情况下必须调整该值以符 合GPIO输出电压和电流特性。 3.2.2、编程为输出时I/O端口具有以下特征 • 可将输出缓冲器配置为开漏或推挽模式 • 施密特触发器输入被打开 • 根据GPIOx_PUPDR寄存器中的值决定是否激活上拉或下拉电阻。 • 写入输出数据寄存器GPIOx_ODR的值将I/O引脚状态置位 • GPIOx_ODR中的写入数据可从GPIOx_IDR中读取该寄存器每个AHB时钟周期更新一次 开漏输出通常用于控制供电电压与主控电平不同的器件。需要特定上拉电阻时开漏模式也用于驱动一个或多个I2C器件。 3.3、模拟配置 有一些 GPIO引脚可以配置为模拟模式允许使用ADC、DAC、PAMP和COMP等内部外设。要在模拟模式下使用GPIO引脚请考虑以下寄存器 •GPIOx_MODER选择模式输入输出复用模拟 •GPIOx_ASCR选择所需的功能ADCDACOPAMP或COMP
对 I/O 端口进行编程作为模拟配置时 • 输出缓冲器被关闭 • 施密特触发器输入被禁用因此I/O引脚的每个模拟值零消耗。施密特触发器的输出被强制为恒定值0。 • 上拉和下拉电阻被硬件关闭对输入数据寄存器的读访问值为“0”。 本次关于SOC的GPIO学习分享到此结束。感谢各位朋友的时间同时预留以下几个思考题
1、不同器件之间的GPIO链接为什么需要电平一致呢
2、既然GPIO允许被配置为开漏输出。那么是否可以直接使用开漏功能实现不同电平之间转换呢比如3V-1.8V
