AT32F402/405支持多达56个双向I/O引脚,这些引脚分为5组,分别为PA0-PA15、PB0-PB15、PC0-PC15、PD2、PF0-PF1、PF4-PF7、PF11、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。
图1. GPIO基本结构
注意:PC13所对应的GPIO功能以及相关的ERTC功能初始上电时不能直接使用,如要使用请参考ES0011_AT32F402_405_Errata_Sheet GPIO章节
标准3.3V容忍引脚(TC)
所有振荡器用到的引脚都是标准3.3V容忍引脚。
带模拟功能5V容忍引脚(FTa)
ADC占用端口为带模拟功能5V容忍引脚。FTa引脚设置为输入浮空、输入上拉、或输入下拉时,具有5V电平容忍特性;设置为模拟模式时,不具5V电平容忍特性,此时输入电平必须小于VDD+0.3V。
带20mA吸入能力5V容忍引脚(FTf)
部分I2C占用端口为带20mA吸入能力的5V容忍引脚,用以支持I2C的增强快速模式。
5V容忍引脚(FT)
其余的GPIO都为5V容忍引脚。
大多数外设共享同一个GPIO引脚(比如PA0,可作为TMR1_EXT/USART2_CTS/I2C2_SCL/USART4_TX..)
而对某个具体的GPIO引脚,在任意时刻只有一个外设能够与之相连
某些外设功能还可以重映射到其他引脚,从而使得能同时使用的外设数量更多
选择每个端口线的有效复用功能之一是由两个寄存器来决定的,分别是GPIOx_MUXL和GPIOx_MUXH复用功能寄存器。可根据应用的需求用这两寄存器连接复用功能模块到其他引脚。表6. 通过GPIOA_MUX寄存器配置端口A的复用功能
表7. 通过GPIOB_MUX寄存器配置端口B的复用功能
表8. 通过GPIOC_MUX寄存器配置端口C的复用功能
表9. 通过GPIOD_MUX寄存器配置端口D的复用功能
表10. 通过GPIOF_MUX寄存器配置端口F的复用功能
调试复用引脚
振荡器复用引脚
电池供电域下的引脚
Artery提供的固件驱动程序包含了一系列固件函数来管理GPIO的下列功能:
初始化配置
读取输入端口或某个输入引脚
读取输出端口或某个输出引脚
设置或清除某个引脚的输出
锁定引脚
引脚的复用功能配置
注:所有project都是基于keil5而建立,若用户需要在其他编译环境上使用,请参考AT32xxx_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_xxx\templates中各种编译环境(例如IAR6/7,keil4/5)进行简单修改即可。
输出模式
GPIO提供了两种不同类型的输出模式分别是,推挽输出以及开漏输出,下面是输出模式的配置示例:
gpio_init_struct.gpio_pins=GPIO_PINS_x;
gpio_init_struct.gpio_mode=GPIO_MODE_OUTPUT;/*选择输出*/
gpio_init_struct.gpio_pull=GPIO_PULL_NONE;/*无、上拉或下拉*/
gpio_init_struct.gpio_out_type=GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;/*选择推挽或开漏*/
gpio_init_struct.gpio_drive_strength=GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOy,&gpio_init_struct);
输入模式
GPIO提供了三种不同类型的输入模式分别是,浮空输入、上拉输入以及下拉输入,下面是输入模式的配置示例:
gpio_init_struct.gpio_pins=GPIO_PINS_x;
gpio_init_struct.gpio_mode=GPIO_MODE_INPUT;/*选择输入*/
gpio_init_struct.gpio_pull=GPIO_PULL_NONE;/*无、上拉或下拉*/
gpio_init_struct.gpio_drive_strength=GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOy,&gpio_init_struct);
模拟模式
当需要使用ADC通道作为输入时,需要将相应的引脚配置为模拟模式,下面是模拟模式的配置示例:
gpio_init_struct.gpio_pins=GPIO_PINS_x;
gpio_init_struct.gpio_mode=GPIO_MODE_ANALOG; /* 选择模拟输入*/
gpio_init_struct.gpio_pull=GPIO_PULL_NONE; /* 无、上拉或下拉 */
gpio_init_struct.gpio_drive_strength=GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOy, &gpio_init_struct);
复用模式
1. 不论使用何种外设模式,都必须将I/O配置为复用功能,之后系统才能正确使用I/O(输入或输出)。
2. I/O引脚通过复用器连接到相应的外设,该复用器一次只允许一个外设的复用功能(MUX)连接到I/O引脚。这样便可确保共用同一个I/O引脚的外设之间不会发生冲突。每个I/O引脚都有一个复用器,该复用器具有16路复用功能输入/输出(MUX0到MUX15),可通过gpio_pin_mux_config()函数对这些引脚进行配置:
3. 除了这种灵活的I/O复用架构之外,各外设还具有映射到不同I/O引脚的复用功能,这可以针对不同器件封装优化外设I/O功能的数量;例如,可将USART2_TX引脚映射到PA2或PA14引脚上。
4. 配置过程:
使用gpio_pin_mux_config()函数将引脚连接到所需的外设复用功能(MUX),例如配置PA0作为TMR1_EXT输入gpio_pin_mux_config(GPIOA,GPIO_PINS_SOURCE0,GPIO_MUX_4);
使用GPIO_Init()函数配置I/O引脚:
通过以下方式配置复用功能模式下的所需引脚
gpio_init_struct.gpio_mode=GPIO_MODE_MUX;
通过以下成员选择类型、上拉/下拉和驱动力
gpio_out_type、gpio_pull和gpio_drive_strength成员
根据上述配置过程,下面将介绍几种外设的常用配置示例。
USART I/O复用模式配置
/*使能GPIOA的时钟*/
crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK,TRUE);
/*将PA9连接到USART1_Tx*/
gpio_pin_mux_config(GPIOA,GPIO_PINS_SOURCE9,GPIO_MUX_7);
/*将PA10连接到USART1_Rx*/
gpio_pin_mux_config(GPIOA,GPIO_PINS_SOURCE10,GPIO_MUX_7);
/*将USART1_Tx和USART1_Rx配置为复用功能*/
gpio_init_struct.gpio_pins=GPIO_PINS_9 | GPIO_PINS_10;
gpio_init_struct.gpio_mode=GPIO_MODE_MUX;
gpio_init_struct.gpio_pull=GPIO_PULL_NONE;
gpio_init_struct.gpio_out_type=GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_drive_strength=GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOA,&gpio_init_struct);
TMR I/O复用模式配置
/*使能GPIOA的时钟*/
crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOA_PERIPH_CLOCK,TRUE);
/*将PA6连接到TMR1_BRK*/
gpio_pin_mux_config(GPIOA,GPIO_PINS_SOURCE6,GPIO_MUX_1);
/*将PA8连接到TMR1_CH1*/
gpio_pin_mux_config(GPIOA,GPIO_PINS_SOURCE8,GPIO_MUX_1);
/*将PA12连接到TMR1_EXT*/
gpio_pin_mux_config(GPIOA,GPIO_PINS_SOURCE12,GPIO_MUX_1);
/*将以上TMR1引脚(PA6/PA8/PA12)配置为复用功能*/
gpio_init_struct.gpio_pins=GPIO_PINS_6 | GPIO_PINS_8 | GPIO_PINS_12;
gpio_init_struct.gpio_mode=GPIO_MODE_MUX;
gpio_init_struct.gpio_pull=GPIO_PULL_NONE;
gpio_init_struct.gpio_out_type=GPIO_OUTPUT_PUSH_PULL;
gpio_init_struct.gpio_drive_strength=GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOA,&gpio_init_struct);
2C I/O复用模式配置
/*使能GPIOB的时钟*/
crm_periph_clock_enable(CRM_GPIOB_PERIPH_CLOCK,TRUE);
/*将PB6连接到I2C1_SCL*/
gpio_pin_mux_config(GPIOB,GPIO_PINS_SOURCE6,GPIO_MUX_4);
/*将PB7连接到I2C1_SDA*/
gpio_pin_mux_config(GPIOB,GPIO_PINS_SOURCE7,GPIO_MUX_4);
/*将I2C1_SCL和I2C1_SDA配置为复用功能,注意I2C引脚的输出类型应为开漏输出*/
gpio_init_struct.gpio_pins=GPIO_PINS_6 | GPIO_PINS_7;
gpio_init_struct.gpio_mode=GPIO_MODE_MUX;
gpio_init_struct.gpio_pull=GPIO_PULL_NONE;
gpio_init_struct.gpio_out_type=GPIO_OUTPUT_OPEN_DRAIN;
gpio_init_struct.gpio_drive_strength=GPIO_DRIVE_STRENGTH_STRONGER;
gpio_init(GPIOB,&gpio_init_struct);