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S5P6818裸机编程（点灯和按键点灯）步骤和详解

2023-05-16

一、分析LED的原理图

这里写图片描述

二、裸机编程的思路

分析原理图，理解硬件的控制原理—>找到控制LED的GPIO—>查找CPU的使用手册，找到控制GPIO的寄存器—>理解寄存器的控制原理—>编写程序，通过寄存器的地址来访问寄存器。

三、寄存器

CPU使用：SEC_S5P6818X_Users_Manual_preliminary_Ver_0.00.pdf (S5P6818说明手册)

1、引脚功能配置寄存器

可以将一个引脚配置成普通的GPIO，引脚的功能对应关系，需要查看手册的第二章。

这里写图片描述

这里写图片描述

2、设置GPIO为输入/输出模式

这里写图片描述

3、GPIO输出电平的设置寄存器

当一个普通GPIO设置成输出后，可以通过这个寄存器设置输出的电平

这里写图片描述

4、检测GPIO输出的电平寄存器

当一个引脚配置成输入引脚后，通过这个寄存器读取引脚输入的电平

这里写图片描述

四、LED控制程序的流程（以GPIOE13控制D7为例）

寄存器分析：
这里写图片描述

1、将控制引脚配置成普通的GPIO
(0xC001E020) GPIOEALTFN0[27:26] = 00b

2、将GPIO配置成输出模型
(0xC001E004) GPIOEOUTENB[13]=1b

3、让GPIO输出低电平，LED亮
(0xC001E000) GPIOEOUT[13] = 0b

4、让GPIO输出高电平，LED灭
(0xC001E000) GPIOEOUT[13] = 1b

六、编译裸机程序步骤

1、写程序和Makefile文件

程序：

// GPIOE13 ---- D7

//寄存器的定义
#define     GPIOEOUT        (*(volatile unsigned int *)0xC001E000)  //GPIOEOUT-->寄存器的内容
#define     GPIOEOUTENB     (*(volatile unsigned int *)0xC001E004)
#define     GPIOEALTFN0     (*(volatile unsigned int *)0xC001E020)
#define     GPIOEALTFN1     (*(volatile unsigned int *)0xC001E024)


//裸机程序不能使用标准C库，如果要使用，需要移植标准C库

void delay(unsigned value);

//裸机程序的入口是_start(),_start()需要放在源文件的最开始位置
void _start(void)
{
    //1、将控制引脚配置成普通的GPIO, GPIOEALTFN0[27:26] = 00b  
    GPIOEALTFN0 &= ~(3<<26);

    //2、将GPIO配置成输出模型 ,GPIOEOUTENB[13]=1b
    GPIOEOUTENB |= (1<<13);

    while(1)
    {
        //3、让GPIO输出电平取反，LED反转
        GPIOEOUT ^= (1<<13);

        delay(0x2000000);
    }
}

void delay(unsigned value)
{
    while(value--); 
}

Makefile 文件程序

led.bin: demo1.o 
    arm-none-linux-gnueabi-ld -Ttext 0x40000000 -o led.elf $^
    arm-none-linux-gnueabi-objcopy -O binary led.elf led.bin
    arm-none-linux-gnueabi-objdump -D led.elf > led.dis 
%.o : %.S
    arm-none-linux-gnueabi-gcc -o $@ $< -c -nostdlib

%.o : %.c
    arm-none-linux-gnueabi-gcc -o $@ $< -c -nostdlib

clean:
    rm *.o *.elf *.bin *.dis -f

Makefile 详解图片：

这里写图片描述

2、Ubuntu上编译程序

将写好的C程序和Makefile放在一个文件里面，放在Ubuntu的共享目录里，然后用make进行编译生成一些文件。（arm-none-linux-gnueabi-gcc）

3、将编译好的led.bin 文件传入到开发板中

注意：
1、因为Linux系统中不能跑裸机程序，所以需要在u-boot中跑程序（即开发板启动后，需进入u-boot界面，在进入Linux操作系统前按键使进入u-boot界面）

2、uboot中是否有网卡驱动？

（有网卡驱动时是这样显示的）
这里写图片描述

如果没有，需要更新系统。
下载程序有问题
1）uboot网卡驱动是否安装
2）uboot的IP设置是否正确
3）关闭wifi
4）windows防火墙
5）tftp服务器是否有问题。

3、只能用tftp软件进行传输，所以需要在u-boot界面中配置好IP地址。

4、GPIO口的配置
设置GPIO功能的寄存器有两个

首先可以打印出当前IP信息：
X6818# printenv
gatewayip=192.168.7.1
ipaddr=192.168.7.5   ---->GEC6818开发板的IP
netmask=255.255.254.0
serverip=192.168.7.3   ---->TFTP服务器的IP

设置IP信息：
setenv   ----->设置环境变量
X6818# setenv bootdelay 5
X6818# setenv ipaddr 192.168.7.5
X6818# setenv serverip 192.168.7.3
X6818# setenv gatewayip 192.168.7.1
X6818# saveenv
Saving Environment to MMC...
Writing to MMC(2)... done

使用tftp将led,bin下载到GEC6818上的DDR3内存的0x40000000地址上。
X6818# tftp 0x40000000 led.bin //一般需要传两次

4）执行这个裸机程序

X6818# go 0x40000000
## Starting application at 0x40000000 ...

5、现象

可以用裸机编程点亮cortex A53 开发板的LED灯！

这里写图片描述

下面是按键点灯的代码：

//寄存器的宏定义
#define                  GPIOAALTFN1    (*(volatile unsigned int *)0xC001A024) //功能选择寄存器1
#define         GPIOAOUTENB (*(volatile unsigned int *)0xC001A004)     //选择输入还是输出寄存器 
#define                  GPIOAPAD_28        ((*(volatile unsigned int *)0xC001A018) & (1<<28))  //读取某位的电平的寄存器

#define                  GPIOBALTFN1    (*(volatile unsigned int *)0xC001B024)
#define                  GPIOBALTFN0    (*(volatile unsigned int *)0xC001B020)
#define         GPIOBOUTENB (*(volatile unsigned int *)0xC001B004)
#define                  GPIOBPAD_31        ((*(volatile unsigned int *)0xC001B018) & (1<<31))
#define                  GPIOBPAD_30        ((*(volatile unsigned int *)0xC001B018) & (1<<30))
#define                  GPIOBPAD_9          ((*(volatile unsigned int *)0xC001B018) & (1<<9))

#define     GPIOCALTFN0     (*(volatile unsigned int *)0xC001C020)
#define     GPIOCALTFN1     (*(volatile unsigned int *)0xC001C024)
#define     GPIOCOUTENB     (*(volatile unsigned int *)0xC001C004)
#define     GPIOCOUT        (*(volatile unsigned int *)0xC001C000)  

#define     GPIOEOUT        (*(volatile unsigned int *)0xC001E000)  //GPIOEOUT-->输出寄存器的内容
#define     GPIOEOUTENB     (*(volatile unsigned int *)0xC001E004)
#define     GPIOEALTFN0     (*(volatile unsigned int *)0xC001E020)
#define     GPIOEALTFN1     (*(volatile unsigned int *)0xC001E024)

//裸机程序不能使用标准C库，如果要使用，需要移植标准C库

void delay(unsigned value);

//裸机程序的入口是_start(),_start()需要放在源文件的最开始位置
void _start(void)
{
    //1、LED灯GPIO模式的配置
    GPIOEALTFN0 &= ~(3<<26);  //GPIOE13的配置 将控制引脚配置成普通的GPIO
    GPIOCALTFN1 |= (1<<17);    //GPIOC17的配置 将控制引脚配置成普通的GPIO
    GPIOCALTFN0 |= (1<<7);     //GPIOC7的配置 将控制引脚配置成普通的GPIO
    GPIOCALTFN0 |= (1<<8);      //GPIOC8的配置 将控制引脚配置成普通的GPIO

    //    LED灯输入输出类型的配置
    GPIOEOUTENB |= (1<<13);   //将GPIOE13配置成输出模型 ,GPIOEOUTENB[13]=1b
    GPIOCOUTENB |= (1<<17);   //将GPIOC17配置成输出模型
    GPIOCOUTENB |= (1<<7);    //将GPIOC7配置成输出模型
    GPIOCOUTENB |= (1<<8);    //将GPIOC8配置成输出模型

    //2、按键GPIO模式的配置  
    GPIOBALTFN1  |= (1<<30) ;       //KEY4配置  将控制引脚配置成普通的GPIOB31
    GPIOBALTFN1  |= (1<<28) ;       //KEY3配置  将控制引脚配置成普通的GPIOB30
    GPIOAALTFN1  &= ~(3<<24) ;    //KEY2配置  将控制引脚配置成普通的GPIOA28
    GPIOBALTFN0  &= ~(3<<18) ;    //KEY6配置  将控制引脚配置成普通的GPIOB9

    //    按键输入输出类型的配置
    GPIOBOUTENB &= ~(1<31) ;  //KEY4配置   将GPIOB31配置成输入模型 
    GPIOBOUTENB &= ~(1<30) ;  //KEY3配置   将GPIOB30配置成输入模型 
    GPIOAOUTENB &= ~(1<28) ;  //KEY2配置   将GPIOA28配置成输入模型 
    GPIOBOUTENB &= ~(1<9) ;   //KEY6配置    将GPIOB9配置成输入模型 


    while(1)
    {
        if(  GPIOBPAD_31 == 0 )    //  KEY4 控制 GPIOE led灯的亮灭
        {
            delay(0x200);
            if(  GPIOBPAD_31  == 0 )
            {
                while( GPIOBPAD_31  == 0);    //等待按键松开
                GPIOEOUT ^= (1<<13);         //让GPIOE13 反转电平    
            }
        }

        if(  GPIOBPAD_30 == 0 )    //  KEY3 控制 GPIOC17 led灯的亮灭
        {
            delay(0x200);
            if(  GPIOBPAD_30  == 0 )
            {
                while( GPIOBPAD_30  == 0);    //等待按键松开
                GPIOCOUT ^= (1<<17);         //让GPIOC17 反转电平
            }
        }

        if(  GPIOAPAD_28 == 0 )    //  KEY2 控制 GPIOC8 led灯的亮灭
        {
            delay(0x200);
            if(  GPIOAPAD_28  == 0 )
            {
                while( GPIOAPAD_28  == 0);    //等待按键松开
                GPIOCOUT ^= (1<<8);      //让GPIOC8 反转电平 
            }
        }

        if(  GPIOBPAD_9 == 0 )    //  KEY6 控制 GPIOC7 led灯的亮灭
        {
            delay(0x200);
            if(  GPIOBPAD_9  == 0 )
            {
                while( GPIOBPAD_9  == 0);    //等待按键松开
                GPIOCOUT ^= (1<<7);           //让GPIOC7 反转电平    
            }
        }
    }
}

//延时函数
void delay(unsigned value)
{
    while(value--); 
}
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