文章目錄

• • @[toc]
  • • GPIO中斷簡介
    • FPGA配置
    • 常用函數(shù)
    • MCU程序設(shè)計(jì)
    • 工程下載

本文是高云FPGA系列教程的第7篇文章。

本篇文章介紹片上ARM Cortex-M3硬核處理器GPIO外部的使用，演示按鍵中斷方式來控制LED亮滅，基于TangNano 4K開發(fā)板。

參考文檔：Gowin_EMPU(GW1NS-4C)軟件編程 參考手冊(cè)

GPIO中斷簡介

高云GN1NSR-4C共有16個(gè)GPIO，每個(gè)GPIO可配置成輸入或輸出模式，支持中斷輸入，觸發(fā)方式可選擇：上升沿、下降沿、高電平、低電平觸發(fā)。

typedef enum
{GPIO_Int_Disable = 0,    /* Disable : Interrupt enable=0 */GPIO_Int_Low_Level,      /* Low-level : Interrupt enable=1 */GPIO_Int_High_Level,     /* High-level : Interrupt enable=1 & polarity=1 */GPIO_Int_Falling_Edge,   /* Falling edge : Interrupt enable=1 & type=1 */GPIO_Int_Rising_Edge     /* Rising edge : Interrupt enable=1 & polarity=1 & type=1 */
}GPIOInt_TypeDef;

中斷優(yōu)先級(jí)可通過NVIC進(jìn)行設(shè)置，支持 0-7 級(jí)可編程中斷優(yōu)先級(jí)。

FPGA配置

FPGA工程中，EMPU需要使能GPIO外設(shè)。

頂層設(shè)計(jì)如下：

/**************************************************************** Copyright(C), 2010-2022, WeChat:MCU149.* ModuleName : top_hdl.v * Date       : 2023年9月19日* Time       : 20:19:39* Author     : WeChat:MCU149* Function   : gw1nsr-4c gpio interrupt demo* Version    : v1.0*      Version | Modify*      ----------------------------------*       v1.0    .....***************************************************************/module top_hdl(//Inputsinput gclk,      // 27MHzinput gresetn,    input key,input uart_rxd,//Outputsoutput uart_txd,output led
);wire clk_60m;wire arm_clk = clk_60m;
wire arm_resetn = gresetn;wire arm_uart0_rxd = uart_rxd;
wire arm_uart0_txd;
wire [15:0] arm_gpio_in;
wire [15:0] arm_gpio_out;
wire [15:0] arm_gpio_outen;assign uart_txd = arm_uart0_txd;
assign led = arm_gpio_out[1];
assign arm_gpio_in[0] = key;Gowin_PLLVR pll_ut0(.clkout(clk_60m), //output clkout.clkin(gclk) //input clkin
);Gowin_EMPU_Top arm_cortex_m3_core(//Inputs.sys_clk(arm_clk),.reset_n(arm_resetn),.uart0_rxd(arm_uart0_rxd), .gpioin(arm_gpio_in[15:0]),//Outputs.uart0_txd(arm_uart0_txd),.gpioout(arm_gpio_out[15:0]),.gpioouten(arm_gpio_outen[15:0])
);endmodule   //top_hdl end

LED連接到GPIO1，按鍵連接到GPIO0，按鍵按下是低電平。

常用函數(shù)

常用的GPIO驅(qū)動(dòng)庫函數(shù)如下：

//清除中斷
void GPIO_IntClear(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint32_t GPIO_Pin)
//獲取中斷觸發(fā)狀態(tài)
uint32_t GPIO_GetIntStatus(GPIO_TypeDef* GPIOx)
//中斷使能
uint32_t GPIO_SetIntEnable(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint32_t GPIO_Pin)
//設(shè)置高電平觸發(fā)方式
void GPIO_SetIntHighLevel(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint32_t GPIO_Pin)
//設(shè)置上升沿觸發(fā)方式
void GPIO_SetIntRisingEdge(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint32_t GPIO_Pin)
//設(shè)置低電平觸發(fā)方式
void GPIO_SetIntLowLevel(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint32_t GPIO_Pin)
//設(shè)置下降沿觸發(fā)方式
void GPIO_SetIntFallingEdge(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint32_t GPIO_Pin)

一般配置流程：

1. 配置GPIO輸入輸入模式，中斷觸發(fā)方式
2. 配置NVIC中斷優(yōu)先級(jí)
3. 使能NVIC和GPIO中斷
4. 實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)函數(shù)，并注釋掉系統(tǒng)提供的中斷服務(wù)函數(shù)

MCU程序設(shè)計(jì)

中斷觸發(fā)方式，可以在GPIO管腳初始化時(shí)進(jìn)行設(shè)置，也可以通過單獨(dú)的設(shè)定函數(shù)來設(shè)定。
首先是按鍵和LED對(duì)應(yīng)的GPIO初始化，按鍵默認(rèn)為高電平，按下是低電平，如果要按鍵按下觸發(fā)中斷，即從高電平到低電平，就設(shè)置成下降沿觸發(fā)，如果想要按鍵松開觸發(fā)中斷，就設(shè)置為上升沿觸發(fā)：

int gpio_init(void)
{GPIO_InitTypeDef init;NVIC_InitTypeDef InitTypeDef_NVIC;//KEY
//    init.GPIO_Int = GPIO_Int_Falling_Edge;     //press triginit.GPIO_Int = GPIO_Int_Rising_Edge; //release triginit.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_Init(GPIO0, &init);//LEDinit.GPIO_Int = GPIO_Int_Disable;init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_Init(GPIO0, &init);//    GPIO_SetIntRisingEdge(GPIO0, GPIO_Pin_0);   //release trig
//    GPIO_SetIntFallingEdge(GPIO0, GPIO_Pin_0);     //press trigGPIO_SetIntEnable(GPIO0, GPIO_Pin_0);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_3);InitTypeDef_NVIC.NVIC_IRQChannel = PORT0_0_IRQn;InitTypeDef_NVIC.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;InitTypeDef_NVIC.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;InitTypeDef_NVIC.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&InitTypeDef_NVIC);return 0;
}

需要注意的是，中斷觸發(fā)方式只能設(shè)置成一種，不支持設(shè)置成上升沿和下降沿都觸發(fā)中斷。

中斷服務(wù)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：

void PORT0_0_Handler(void)
{static uint16_t data = 0;data = ~data;gpio_write(data);printf("GPIO0_0 Interrupt Trig\r\n");GPIO_IntClear(GPIO0, GPIO_Pin_0);
}

需要把gw1ns4c_it.c文件里的中斷服務(wù)函數(shù)注釋掉。

編譯，加載bin文件運(yùn)行：

按下按鍵，在串口會(huì)輸出日志，LED同時(shí)狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。

工程下載

本文基于TangNano 4K的開發(fā)板，配套工程在以下鏈接，包括Keil和GMD開發(fā)環(huán)境，都可以正常使用。

• gw1nsr_4c_gpio_int_demo.rar

本文是高云FPGA系列教程的第7篇文章。