【Zynq】关于ZYNQ的PS GPIO编程实践(MIO部分)

手撕原子弹

关于ZYNQ的PS GPIO编程实践(MIO部分)

上一篇文章我讲述了如何在Vivado中开启ZYNQ的PS部分自带的GPIO MIO外设。本节我来讲讲如何在SDK中使用ZYNQ自带的库，实现有关GPIO MIO的各种功能。

一、如何创建SDK工程

1.首先导出已经开启了GPIO MIO功能的硬件平台（关于如何开启GPIO MIO功能请看这篇帖子→点击跳转）。

2.然后打开SDK，SDK启动时会自动分析我们导出的硬件平台，生成相应的文件。从名字来看，这些文件与初始化有关，我们暂时不深入展开。

3.接着我们按如下步骤创建SDK工程。

4.然后在出现的界面输入工程名：PS_GPIO。然后点击Next>按钮。

5.在出现的工程模板界面选择空白工程，然后点击“完成”按钮。

6.这样，一个工程就创建完成了。我们来观察一下左边的源文件目录。

7.这里多了两个文件夹，上面那个是工程文件夹，我们编写的代码和自己添加的库文件都会放在里面。下面那个后缀带有“_bsp”的文件夹是板级支持包(BoardSupport Package)，缩写为“BSP”，它里面包含了这个工程的官方库文件以及一些辅助文件，如果没有BSP的话，主程序是无法正常运行的。然后我们点开PS_GPIO文件夹，在下面创建一个C文件来存放主函数代码。

8.将这个文件命名为main.c，点击“完成”。

二、使用的相关函数讲解

由于本节内容是使用官方自带的库实现有关GPIO MIO的各种功能，因此我们需要先找到官方的GPIO库所在位置PS_GPIO_bsp-> ps7_cortexa9_0 -> libsrc -> gpiops_v3_4。

库里面的内容很多，这里只选择最基础的三个部分讲解：（1）初始化GPIO外设。（2）控制特定的GPIO输出高/低电平。（3）读取特定的GPIO采集到的电平高低。

1.GPIO初始化，简单理解就是开启GPIO功能的意思。

根据官方提供的教程，GPIO初始化分为三步：

（1）创建GPIO设备的驱动程序实例以及它的“配置信息”结构体变量；

XGpioPs Gpio;         XGpioPs_Config *ConfigPtr;

（2）根据GPIO设备的ID查找到它的配置信息，并将配置信息存储在第一步创建的“配置信息”结构体变量中；

ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID);

（3）根据GPIO设备的驱动程序实例和“配置信息”结构体变量完成了Gpio驱动程序的初始化。

XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio,  ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);

这三步看不懂也没关系，用一句话来解释：在使用GPIO之前，必须先输入这4行代码，否则GPIO无法使用。

2.GPIO的写功能，简单理解就是控制某个管脚输出高/低电平。

要想使用GPIO输出高/低电平，同样需要三个步骤：

（1）设置特定GPIO的方向为“输出”；

XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,GPIO的管脚编号, 1);

这里GPIO的管脚标号与MIO编号相等，且范围为0~53。

（2）开启这个GPIO的输出使能；

XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio,  GPIO的管脚编号, 1);

这里的管脚标号与上一句中的一致。

（3）设置这个GPIO输出的电平为高/低。

XGpioPs_WritePin(&Gpio, GPIO的管脚编号,高电平填1低电平填0);

这里的管脚标号与上一句中的一致，后面电平自己设置，高电平填1，低电平填0即可。

使用这三步就可控制任何GPIO输出高/低电平了。需要注意的是，在使用了上述三句话控制某个GPIO输出某电平后，再想改变此GPIO的电平时可免去（1）（2）语句，直接使用第（3）句即可。

一句话解释：先完成GPIO初始化，然后使用上面三句代码即可控制GPIO输出高/低电平，若多次控制同一GPIO管脚进行输出，只需在第一次控制时使用（1）（2）语句，后续直接使用（3）即可改变该管脚输出的电平。

3.GPIO的读功能，也就是读取某个管脚的输入电平。

读取管脚也只需要三步即可完成：

（1）设置某特定的GPIO管脚方向为输入

XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,GPIO的管脚编号,0);

（2）创建一个变量来存放读取的电平值。

u8 State;

（3）读取特定管脚的输入电平值，存放在（2）中创建的变量里。

State = XGpioPs_ReadPin(&Gpio,GPIO的管脚编号);

“0”表示低电平，“1”表示高电平，由此便可以通过State的值得知电平的高低。

三、编程实例

设计功能：通过按键控制LED的亮灭，按键按下=灭，按键松开=亮。补充信息：

（1）按键绑定在MIO47上，按键按下时，MIO47为低电平，松开为高电平；

（2）LED灯绑定在MIO7上，且MIO7为高电平时LED灯亮，低电平时熄灭；

这里大家可以先分析一下按键与LED的对应关系：

按键按下→MIO47=0→LED灭→MIO7=0，即MIO47=0=MIO7

按键松开→MIO47=1→LED亮→MIO7=1，即MIO47=1=MIO7

可以很简单得到一个关系：MIO47=MIO7因此思路很明显，读取MIO47的电平值，将其赋予MIO7即可。

参考代码：

#include"xgpiops.h"           //GPIO_PS函数相关的头文件   #include"xparameters.h"    //设备信息相关的头文件      int main(void) {               u8 State;  //存放按键(MIO47)的电平状态，0为低电平，1为高电平                  //GPIO初始化               XGpioPs Gpio;               XGpioPs_Config *ConfigPtr;               ConfigPtr  = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID);         XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio,ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);               //设置LED(MIO7)为输出并且初始为低电平               XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,7,1);   //设置GPIO7方向为输出(0为输入，1为输出)         XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio,7,1); //开启GPIO7的输出功能(0为关闭，1为开启)         XGpioPs_WritePin(&Gpio,7,0);          //设定GPIO7输出低电平(0为低电平，1为高电平)         //设置按键(MIO47)为输入         XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio,47,0);  //设置GPIO47方向为输入(0为输入，1为输出)         while(1)         {                 State = XGpioPs_ReadPin(&Gpio,47); //读取GPIO47的电平值并存储到State变量里                   XGpioPs_WritePin(&Gpio,7,State);  //将State变量的值赋予GPIO7来输出            }         return 0;   }