S5PV210點亮LED

GPIO簡介
GPIO（通用輸入/輸出端口）是相對於芯片而言的，如果在對應的芯片存在GPIO引腳則可以通過讀這些引腳來獲取引腳的變化（即：引腳的高低電平的變化）。

通過寄存器來訪問引腳:
在S3C2410芯片中存在117個I/O端口，共分為A~H共8組分別為GPA~~GPH,在S3C2440中存在130個I/O端口,共分為A~J 9組名分別為GPA~GPJ,配置這些端口相應的寄存器（GPXCON， x=A~H/J）,設置引腳是用於輸入/輸出，或者是用於特殊功能。控制s3c2440的GPIO端口的寄存器有3類，分別是GPxCON、GPxDAT、GPxUP (x=A ~ J):
GPxCON:GPIO控制寄存器，可以設置選定GPIO口的輸入輸出方式和功能。GPA組的23個端口比較特殊，只能是輸出方式。GPACON的每一位對應一個引腳，當某位為0時，對應引腳為輸出端口，否則為復用功能。
GPXCON寄存器：
GPXCON(x=A~~H/J)寄存器用於設置相應引腳的功能是輸入/輸出，還是特殊功能或保留不用。
在功能配置方面PORTA 與 PORTB～PORTH/J 有所不同，GPACON寄存器中每一位對應一個引腳（共23位），當某位被設置為0時，對應該位引腳被設置為輸出引腳（可以用於寫入），此時我們可以對GPADAT寄存器（用於寫引腳）進行寫操作，當某位被設置為1時（相應引腳為地址線/或用於控制），此時GONADAT無用.
PORTB~PORTH/J對寄存器操作完全相同，GPXCON每2位對應一個引腳：
00--輸入。 01--輸出。10--特殊功能。11--保留不用。
GPxDAT: 此引腳用於讀寫引腳的狀態，即端口數據。當引腳配置為輸出時，給該寄存器某位寫1，則對應引腳輸出高電平，寫0輸出低電平。當引腳配置為輸出時，讀該寄存器可以得到端口電平狀態。
GPXDAT用於讀/寫引腳，當配置GPXCON寄存器設置某引腳為輸入時，讀此寄存器可以得知相應引腳的變化，當配置GPXCON寄存器設置某引腳為輸出時，通過寫此此寄存器可以是相應引腳產生高低電平變化。
GPxUP: 該寄存器可以設置引腳是否使用上拉電阻，某位為0時對應引腳使用內部上拉電阻，某位為1時相應引腳無內部上拉電阻。注意：GPA組沒有GPxUP寄存器，即沒有上拉電阻。
通過軟件訪對GPIO的訪問：
#define GPBCON  (*(volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT  (*(volatile unsigned long *)0x56000014)
#define GPB_OUT  (1<<(2*5))
GPBCON = GPB_OUT; //設置GPB5為輸出
GPBDAT &= ~(1<<5); //向GPB5輸出低電平
注：當需要設計程序訪問硬件時可參考芯片提供的電路原理圖查找所使用引腳並進一步查找芯片手冊中寄存器地址說明才確定所使用的寄存器的具體地址。
設置GPIO寄存器技巧：
以GPF為例
1,設置控制位GPxCON寄存器的控制：
從引腳讀數據 將GPxCON設置為輸入：
#define GPFx_in  ~(3<<(x*2))      【注釋：將GPF端口的第X位設置為輸入】  ，
前面說到的寄存器的輸入輸出控制中：【PORTB~PORTH/J對寄存器操作完全相同，GPXCON每2位對應一個引腳：
00--輸入。 01--輸出。10--特殊功能。11--保留不用。】
3對應的二進制是11，將3先移位到 要操作的對應位，取反就成了00。
按此思路，如果要將相應的GPxCON設置為輸出位，
只需將“01”左移即可： #define GPGx_out  (1<<(x*2))
2，對數據寄存器GPxDAT的控制：
【一句話：GPxDAT是用來讀寫端口數據的。寫數據的時候，直接將要寫的值賦給GPxDAT即可。要讀數據時，先將寄存器置高，然后再讀。】
只對寄存器第x位賦0，其余值不變 ： GPBDAT &=~（1<<x）；
只對寄存器第x位賦1，其余值不變 ： GPBDAT |=（1<<x）；
這個移位雖然繁瑣，但是弄清之后，感覺甚是方便。

點亮LED燈
S5PV210板上提供了4個可編程用戶LED，原理圖如下：

                         LED原理圖

在原理圖中搜索引腳“LED1”，可得：

LED引腳圖 可見，LED1,2,3,4 分別使用的 CPU端口資源為 GPJ2_0,1,2,3。

程序相關講解
(1). start.S
由原理圖可知，點亮S5PV210的4個LED需如下2個步驟：
第一步： 設置寄存器GPJ2CON，使GPJ2_0/1/2/3四個引腳為輸出功能；
第二步： 往寄存器GPJ2DAT寫0，使GPJ2_0/1/2/3四個引腳輸出低電平，4個LED會亮；相反，往寄存器GPJ2DAT寫1，使GPJ2_0/1/2/3四個引腳輸出高電平，4個LED會滅；
以上兩個步驟即為start.S中的核心內容,start.S里面涉及的匯編指令請自行學習GNU匯編指令集。

/*start.S*/

.globl _start
_start:
        // 設置GPJ2CON的bit[0:15]，配置GPJ2_0/1/2/3引腳為輸出功能
         ldr r1, =0xE0200280                     
        ldr r0, =0x00001111
        str r0, [r1]
        mov r2, #0x1000
led_blink:
        // 設置GPJ2DAT的bit[0:3]，使GPJ2_0/1/2/3引腳輸出低電平，LED亮
         ldr r1, =0xE0200284                     
        mov r0, #0
        str r0, [r1]
        // 延時
         bl delay                            
        // 設置GPJ2DAT的bit[0:3]，使GPJ2_0/1/2/3引腳輸出高電平，LED滅
         ldr r1, =0xE0200284                     
        mov r0, #0xf
        str r0, [r1]
        // 延時
         bl delay    
        sub r2, r2, #1
        cmp r2,#0
        bne led_blink
halt:
        b halt
delay:
        mov r0, #0x100000
delay_loop:
        cmp r0, #0
        sub r0, r0, #1
        bne delay_loop
        mov pc, lr

(2). Makefile

led.bin: start.o
    arm-linux-ld -Ttext 0x0 -o led.elf $^
    arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin
%.o : %.S
    arm-linux-gcc -o $@ $< -c
%.o : %.c
    arm-linux-gcc -o $@ $< -c 
clean:
    rm -rf *.o *.elf

第一步 執行arm-linux-gcc -o $@ $< -c命令將當前目錄下存在的匯編文件和C文件編譯成.o文件；
第二步 執行arm-linux-ld -Ttext 0x0 -o led.elf $^將所有.o文件鏈接成elf文件，-Ttext 0x0表示程序的運行地址是0x0,由於目前我們編寫的代碼是位置無關碼，所以程序能在任何一個地址上運行；
第三步 執行arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin將elf文件抽取為可在開發板上運行的bin文件；

3、用C語言編寫代碼

/*start.S*/

.global _start
_start:
    ldr    sp, =0xD0037D80                        
    // 調用c函數,LED閃爍
    bl    led_blink                            
halt:
    b halt

/*led.c*/

#define     GPJ2CON     (*(volatile unsigned long *) 0xE0200280)
#define     GPJ2DAT    (*(volatile unsigned long *) 0xE0200284)
void delay(int r0)    // 延時
{
            volatile int count = r0;
            while (count--);
}
void led_blink()    // LED閃爍
{
    GPJ2CON = 0x00001111;    // 配置引腳
    while(1)        
    {
        GPJ2DAT = 0;    // LED on
        delay(0x100000);
        GPJ2DAT = 0xf;    // LED off
        delay(0x100000);
    }
}

undefined reference to `__aeabi_unwind_cpp_pr0' 問題解決辦法
問題解決：arm-none-linux-gnueabi-gcc加上-nostdlib選項即可
-nostdlib
不連接系統標准啟動文件和標准庫文件，只把指定的文件傳遞給連接器。
這個選項常用於編譯內核、bootloader等程序，它們不需要啟動文件、標准庫文件。

 

有關volatile unsigned long一些說明：
        對於不同的計算機體系結構，設備可能是端口映射，也可能是內存映射的。如果系統結構支持獨立的IO地址空間，並且是端口映射，就必須使用匯編語言完成實際對設備的控制，因為C語言並沒有提供真正的“端口”的概念。如果是內存映射，那就方便的多了。
        以 #define IOPIN (*((volatile unsigned long *) 0xE0028000)) 為例：作為一個宏定義語句，define是定義一個變量或常量的偽指令。首先（volatile unsigned long *）的意思是將后面的那個地址強制轉換成 volatile unsigned long * ，unsigned long * 是無符號長整形，volatile 是一個類型限定符，如const一樣，當使用volatile限定時，表示這個變量是依賴系統實現的，意味着這個變量會被其他程序或者計算機硬件修改，由於地址依賴於硬件，volatile就表示他的值會依賴於硬件。
        volatile 類型是其數據確實可能在未知的情況下發生變化。比如，硬件設備的終端更改了它，現在硬件設備往往也有自己的私有內存地址，比如顯存，他們一般是通過映象的方式，反映到一段特定的內存地址當中，這樣，在某些條件下，程序就可以直接訪問這些私有內存了。另外，比如共享的內存地址，多個程序都對它操作的時候。你的程序並不知道，這個內存何時被改變了。如果不加這個voliatile修飾，程序是利用catch當中的數據，那個可能是過時的了，加了 voliatile，就在需要用的時候，程序重新去那個地址去提取，保證是最新的。歸納起來如下：
        1. volatile變量可變，允許除了程序之外的比如硬件來修改他的內容  
        2. 訪問該數據任何時候都會直接訪問該地址處內容，即通過cache提高訪問速度的優化被取消 
        對於((volatile unsigned long *) 0xE0028000)為隨硬件需要定義的一種地址，前面加上“*”指針，為直接指向該地址，整個定義約定符號IOPIN代替，調用的時候直接對指向的地址寄存器寫內容既可。這實際上就是內存映射機制的方便性了。其中volatile關鍵字是嵌入式系統開發的一個重要特點。上述表達式拆開來分析，首先(volatile unsigned long *) 0xE0028000的意思是把0xE0028000強制轉換成volatile unsigned long類型的指針，暫記為p，那么就是#define A *p，即A為P指針指向位置的內容了。這里就是通過內存尋址訪問到寄存器A，可以讀/寫操作。
對於(volatile unsigned char *)0x20我們再分析一下，它是由兩部分組成：
        1）（unsigned char *)0x20，0x20只是個值，前面加（unsigned char *)表示0x20是個地址，而且這個地址類型是 unsigned char ，意思是說讀寫這個地址時，要寫進unsigned char 的值，讀出也是unsigned char 。
        2）volatile，關鍵字volatile 確保本條指令不會因C 編譯器的優化而被省略，且要求每次直接讀值。例如用 while(（unsigned char *)0x20）時，有時系統可能不真正去讀0x20的值，而是用第一次讀出的值，如果這樣，那這個循環可能是個死循環。用了volatile 則要求每次都去讀0x20的實際值。
        那么(volatile unsigned char *)0x20是一個固定的指針，是不可變的，不是變量。而char  *u則是個指針變量。
再在前面加"*"：*(volatile unsigned char *)0x20則變成了變量（普通的unsigned char變量，不是指針變量），如果#define i (*(volatile unsigned char *)0x20),那么與unsigned char i是一樣了，只不過前面的i的地址是固定的。
        那么我們的問題就可解答了，(*(volatile unsigned char *)0x20)可看作是一個普通變量，這個變量有固定的地址，指向0x20。而0x20只是個常量，不是指針更不是變量。

 

代碼下載鏈接：http://download.csdn.net/detail/klcf0220/5508227

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