2.GPIO_MIO_LED 实验
注：该实验，PYNQ_Z2板子MIO没有对应的LED接口，若需要观察实验现象，需要外部接入LED
硬件：PYNQ_Z2开发板
笔记
-
GPIO 是一个外设，用来对期间的引脚作
观测（i
n
p
u
t
）
\textcolor {red} {观测（input）}
观测（
in
p
u
t
）
以及
控制（o
u
t
p
u
t
）
\textcolor {red} {控制（output）}
控制（
o
u
tp
u
t
）
。 -
MIO(Multiuse I/O)，将；来自PS 外设和静态存储器接口的访问
多路复用\textcolor {red} {多路复用}
多路复用
到PS 的引脚上。 -
GPIO可以独立且动态地编程，作为
输入/
输出
\textcolor {red} {输入/输出}
输入
/
输出
以及
中断模式\textcolor {red} {中断模式}
中断模式
。 -
GPIO被分成了4个Bank，
Ba
n
k
0
/
B
a
n
k
1
\textcolor {red} {Bank0/Bank1}
B
ank
0/
B
ank
1
通过
MI
O
\textcolor {red} {MIO}
M
I
O
连接到PS的引脚，Bank2/Bank3通过
EM
I
O
\textcolor {red} {EMIO}
EM
I
O
连接到PL。 -
软件通过一组
存储映射\textcolor {red} {存储映射}
存储映射
的寄存器来控制GPIO。 -
寄存器组：
DA
T
A
−
R
O
\textcolor {red} {DATA-RO}
D
A
T
A
−
RO
，数据只读寄存器，用来反映期间引脚的状态。
DA
T
A
\textcolor {red} {DATA}
D
A
T
A
，数据寄存器，在GPIO被配置成输出的时候，该寄存器可以控制输出的数值。
MA
S
K
−
D
A
T
A
−
L
S
W
\textcolor {red} {MASK-DATA-LSW}
M
A
S
K
−
D
A
T
A
−
L
S
W
，数据掩码寄存器，用于屏蔽DATA的低16位。
MA
S
K
−
D
A
T
A
−
M
S
W
\textcolor {red} {MASK-DATA-MSW}
M
A
S
K
−
D
A
T
A
−
MS
W
，数据掩码寄存器用，于屏蔽DATA的高16位。
DI
R
M
\textcolor {red} {DIRM}
D
I
RM
，方向模式寄存器，用于控制I/O引脚是 作为输入还是输出。0：关闭输出驱动；1：使能输出驱动。
OE
N
\textcolor {red} {OEN}
OEN
，使能输出寄存器，当I/O被配置成输出时，该寄存器用于打开/关闭输出使能。0：关闭输出使能；1：打开输出使能。 -
MIO[8:7]在系统复位过程中作为VMODE引脚（作为输入），用于配置MIO Bank的电压，复位结束后，MIO[8:7]只能作为输出信号。
+++
介绍
GPIO 外设一般用于控制一些简单的外设，如 LED 和蜂鸣器，此时 GPIO 用作输出；也可以用于观测一些简单外设的状态，如按键，此时 GPIO 用作输入。
GPIO 可以通过 MIO 连接到 PS 端的引脚，也可以通过 EMIO 连接到 PL。
除 Bank1 之外的 Bank 都具有 32bit，Bank1 只具有 22bit ，因为总共只有 54 个 MIO，其中 32bit 的 Bank0 控制了 MIO[0~31]，剩下的 MIO[31~53]就由 22bit 的 Bank1 控制。Bank2 和 Bank3 用于控制扩展的 MIO 即 EMIO，也就是说总共可以有 32+32=64 个 EMIO。
实验过程
vivado2019.2版本使用的是vitis，在创建一个新的Application Projects后，会自动出现一个Board Support Package.
- 直接导入实例 Import Examples
- 找到main函数，点击GpioPolledExample函数（ctrl+左键）
- 找到初始化GPIO的驱动
/* Initialize the GPIO driver. */
ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);//根据器件的ID，查找器件的配置信息
//······中间隔了好几行······
Status = XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);//初始化GPIO驱动
-
//把GPIO的方向设置为输出 (0:输入/ 1:输出) XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO0_LED, 1); //设置输出使能（0:关闭/ 1:打开） XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO0_LED, 1); //写数据到GPIO的输出引脚（1点亮） XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, 0x1); -
LED闪烁效果，用sleep() 延时函数
while(1)
{
//点亮
XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, 0x1);
//延时
sleep(1);
//熄灭
XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, 0x0);
//延时
sleep(1);
}
/*sleep（） 函数介绍
给一个以秒为单位的延时
变量为int型
在sleep.h头文件中，有其他类型的延时函数
usleep(unsigned long useconds);
以 us 为单位
*/
代码
#include "stdio.h"
#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "sleep.h"
#define GPIO_DEVICE_ID XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
//核心板上PS端LED（PYNQ板子上PS端没有LED，需要外部接入；但是可用EMIO控制）
#define MIO0_LED 0
XGpioPs_Config * ConfigPtr;
XGpioPs Gpio; /* The driver instance for GPIO Device. */
int main()
{
printf("GPIO MIO TEST!\n\r");
//根据器件的ID，查找器件的配置信息
ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
//初始化GPIO驱动
XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);
//把GPIO的方向设置为输出 (0:输入/ 1:输出)
XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO0_LED, 1);
//设置输出使能（0:关闭/ 1:打开）
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO0_LED, 1);
// //写数据到GPIO的输出引脚（1点亮）
// XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, 0x1);
//LED闪烁效果
while(1)
{
//点亮
XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, 0x1);
//延时1s
sleep(1);
//熄灭
XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, 0x0);
//延时1s
sleep(1);
}
return 0;
}