Silicon C8051F340之GPIO口配置與使用

一、背景：
        很久前用過C8051，現在有相關需求需要重新使用C8051，然后發現一年前開發的相關經驗都忘得
    基本上差不多了。連最基本的GPIO口配置還得重新來看手冊，所以有此文，做個記錄，以備下次快速
    開發。

二、正文：
        首先是GPIO口的配置步驟：
        1． 用端口輸入方式寄存器（PnMDIN）選擇所有端口引腳的輸入方式（模擬或數字）。
        2． 用端口輸出方式寄存器（PnMDOUT）選擇所有端口引腳的輸出方式（漏極開路或推挽）。
        3． 用端口跳過寄存器（PnSKIP）選擇應被交叉開關跳過的那些引腳。
        4． 將引腳分配給要使用的外設（XBR0、XBR1、XBR2）。
        5． 使能交叉開關（XBARE = 1）。    
        先着重說明下，什么是"優先交叉開關譯碼器(Priority Crossbar Decoder)"：
        這玩意兒的這個名稱，我暫時只在Silicon的單片機上見過，也許是因為只有該類型MCU用這種IO
    口分配機制吧。我們平時使用的MCU，其IIC,UART,SPI等等這些外設接口已經被廠商配置成某個或者某
    幾個IO上，若是需要要用這些功能，直接將該引腳配置成相應規定好的第二功能即可，若是該IO口引腳
    不得以被使用，還可以使用重映射功能，將該功能映射到廠商規定的第二個備用IO口。但是Slicon卻不
    然，它提供的MCU原理圖上，光光的，什么都沒有，也就是說，基本上這些第二功能接口幾乎可被配置
    在任意一個IO口上。也就是交叉開關會將這些外設功能按照下圖外設功能分配優先級，從高到低分配給
    不同的外設引腳，外設功能的優先級如下圖：

    從優先權最高的UART0開始，這個被固定配置在"P0.4","P0.5"，接着在"XBR0"內，SPI配置為啟用，
    且P0SKIP的第"0""1""2""3"位未被選擇為跳過，則對應SPI引腳被配置到"P0.0","P0.1","P0.2",
    "P0.3"上；若是SPI配置為禁用，IIC啟用，且P0SKIP的第"0""1"位未被選擇為跳過，則IIC的"SDA",
    "SCL"被配置在"P0.0","P0.1"上。
    即若是該引腳已經被配置，或者在端口跳過寄存器中被設置，則交叉開關會跳過這些引腳，然后分
    配到接下來空閑的引腳上，該配置選項即對應於GPIO口配置步驟的3、4、5。Uart口的分配是固定的
    原因在於下載引導程序內，需要固定此IO口。
        說到這，那就一步步詳解GPIO口配置步驟吧。
        "1"步驟：
            決定引腳輸入模式，要么是模擬輸入，要么是數字輸入，數字輸入為復位后的默認配置。
            寄存器："PnMDIN"，"n"為對應的port口：
            --> "0"，配置為模擬輸入；
            --> "1"，配置為數字輸入。
        "2"步驟：
            配置引腳輸出方式：
            寄存器："PnMDOUT"，"n"為對應的port口：
            --> "0"，漏極開路；配合外部上拉電阻，通常用來檢測輸入。
            --> "1"，推挽輸出。
        "3"步驟：
            對應的引腳是否被交叉開關分配為第二功能：
            寄存器："PnSKIP"，"n"為對應的port口：
            --> "0"，對應的引腳不被交叉開關跳過；
            --> "1"，對應的引腳被交叉開關跳過。
            此步驟注意：若是引腳已被規定了特殊的使用，譬如VREF,XTAL1/2等IO口，或者被配置為
                        模擬輸入的引腳，對應位在該寄存器內必須被配置為"1"。
        "4"步驟：
            對應外設功能是否被分配到IO口引腳：
            寄存器："XBR0"，"XBR1"為
            --> "0"，不需要分配IO口引腳；
            --> "1"，需要分配IO口引腳。
            對於給定的XBRn設置，可以使用優先權譯碼表確定I/O引腳分配；另一種方法是使用
            Silicon Labs IDE 軟件的配置向導功能來確定基於XBRn寄存器設置的端口I/O引腳分配。    
        "5"步驟
            使能交叉開關，在使能交叉開關未被打開前，外部引腳保持標准端口I/O方式（輸入）。

        配置完畢后，未被交叉開關選擇到的IO口，均可當做通用IO口使用，通過對應的端口數據寄存器
    訪問端口P3-0，這些寄存器既可以按位尋址也可以按字節尋址。端口P4（僅C8051F340/1/4/5）使用的
    SFR只能按字節尋址。向端口寫入時，數據被鎖存到端口數據寄存器中，以保持引腳上的輸出數據值不
    變。讀端口數據寄存器將總是返回端口輸入引腳的邏輯狀態，而與XBRn的設置值無關（即使在引腳被
    交叉開關分配給其它信號時，端口寄存器總是讀其對應的端口I/O引腳）。但在對端口SFR執行下面的
    讀-修改-寫指令（ANL、ORL、XRL、JBC、CPL、INC、DEC、DJNZ）和對端口SFR中的某一位執行MOV、
    CLR、SETB期間例外。這些指令讀端口寄存器（而不是引腳）的值，修改后再寫回端口SFR。

三、參考文獻
    詳細解說開漏輸出和推挽輸出
        http://blog.sina.com.cn/s/blog_14e0394720102vewa.html

    至此，記錄完畢。

記錄時間：2016-11-25
記錄地點：深圳WZ