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TivaC系列GPIO编程
GPIO概述
通用输入输出（GeneralPurposeInputOutput，GPIO）是嵌入式系统中最常用的外设之一。GPIO允许开发人员直接控制和读取微控制器的引脚状态，从而实现与外部设备的交互。TivaC系列微控制器基于ARMCortex-M4内核，提供了丰富的GPIO资源，可以满足各种应用需求。
GPIO的基本功能
输入功能：读取外部信号，如按键、传感器等。
输出功能：输出控制信号，如控制LED、继电器等。
中断功能：当外部信号发生变化时，触发中断，中断处理函数可以执行相应的操作。
复用功能：某些GPIO引脚可以复用为其他外设的功能，如I2C、UART等。
GPIO的结构
TivaC系列微控制器的GPIO结构包括以下部分：
端口：每个GPIO端口包含多个引脚，通常为8个或16个。
寄存器：每个端口都有多个寄存器，用于配置引脚的功能、方向、状态等。
中断：GPIO可以配置为中断源，当引脚状态发生变化时，触发中断。
GPIO寄存器
GPIO的主要寄存器包括：
DATA寄存器：用于读取或写入引脚的数据。
DIR寄存器：用于配置引脚的方向（输入或输出）。
AFSEL寄存器：用于选择引脚的复用功能。
PCTL寄存器：用于配置复用功能的具体外设。
DEN寄存器：用于使能引脚的数字功能。
AMSEL寄存器：用于配置引脚的模拟功能。
IS寄存器：用于配置中断触发类型（上升沿或下降沿）。
IBE寄存器：用于配置中断触发边沿（双边沿）。
IEV寄存器：用于配置中断触发事件（上升沿或下降沿）。
IM寄存器：用于使能或禁用引脚的中断。
RIS寄存器：用于读取引脚的中断状态。
MIS寄存器：用于读取引脚的未屏蔽中断状态。
ICR寄存器：用于清除引脚的中断状态。
GPIO配置流程
使能GPIO端口的时钟：通过系统控制寄存器使能相应的GPIO端口时钟。
配置引脚方向：通过DIR寄存器配置引脚为输入或输出。
使能数字功能：通过DEN寄存器使能引脚的数字功能。
配置中断：如果需要使用中断，通过IS、IBE、IEV、IM等寄存器配置中断触发类型和使能中断。
读取或写入数据：通过DATA寄存器读取或写入引脚数据。
处理中断：在中断处理函数中处理引脚状态变化。
GPIO配置示例
使能GPIO端口时钟
要使能GPIO端口的时钟，需要通过系统控制寄存器进行配置。以下是一个使能GPIO端口A时钟的示例代码：
#includetm4c123gh6pm.h//TivaC系列头文件
//使能GPIO端口A的时钟
voidGPIOA_Init(void){
//使能GPIO端口A的时钟
SYSCTL_RCGCGPIO_R|=SYSCTL_RCGCGPIO_R0;
//等待时钟稳定
while((SYSCTL_PRGPIO_RSYSCTL_PRGPIO_R0)==0){
//Delayloop
}
}
配置引脚方向
配置引脚方向时，需要通过DIR寄存器设置引脚为输入或输出。以下是一个配置GPIO端口A的引脚0为输出、引脚1为输入的示例代码：
#includetm4c123gh6pm.h//TivaC系列头文件
//配置GPIO端口A的引脚0为输出，引脚1为输入
voidGPIOA_SetPinDirection(void){
//使能GPIO端口A的时钟
SYSCTL_RCGCGPIO_R|=SYSCTL_RCGCGPIO_R0;
//等待时钟稳定
while((SYSCTL_PRGPIO_RSYSCTL_PRGPIO_R0)==0){
//Delayloop
}
//配置引脚0为输出
GPIO_PORTA_DIR_R|=GPIO_PIN_0;
//配置引脚1为输入
GPIO_PORTA_DIR_R=~GPIO_PIN_1;
}
使能数字功能
使能数字功能时，需要通过DEN寄存器设置引脚为数字功能。以下是一个使能GPIO端口A的引脚0和引脚1的数字功能的示例代码：
#includetm4c123gh6pm.h//TivaC系列头文件
//使能GPIO端口A的引脚0和引脚1的数字功能
voidGPIOA_EnableDigital(void){
//使能GPIO端口A的时钟
SYSCTL_RCGCGPIO_R|=SYSCTL_RCGCGPIO_R0