上期講述了開(kāi)發(fā)通用外設(shè)之實(shí)戰(zhàn)TIM的流程，讓大家逐步深入了解如何開(kāi)發(fā)通用外設(shè)的驅(qū)動(dòng)。接下來(lái)將繼續(xù)進(jìn)行通用外設(shè)開(kāi)發(fā)的實(shí)戰(zhàn)篇，本次向大家介紹開(kāi)發(fā)通用外設(shè)之GPIO。

按照如下步驟開(kāi)發(fā)通用外設(shè)GPIO驅(qū)動(dòng)：

了解通用外設(shè)標(biāo)準(zhǔn)接口層、外設(shè)硬件層開(kāi)發(fā)、外設(shè)驅(qū)動(dòng)層開(kāi)發(fā)、外設(shè)用戶(hù)配置文件開(kāi)發(fā)。

圖1 通用外設(shè)文件結(jié)構(gòu)

標(biāo)準(zhǔn)層了解

1、標(biāo)準(zhǔn)接口相關(guān)類(lèi)型定義

如下所示為GPIO的標(biāo)準(zhǔn)接口文件中對(duì)GPIO引腳功能、引腳模式、輸出電平以及中斷觸發(fā)方式等的定義。

圖2GPIO標(biāo)準(zhǔn)接口文件宏定義

2、標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)

如下所示為GPIO標(biāo)準(zhǔn)層的函數(shù)接口，通過(guò)傳入引腳編號(hào)、配置功能標(biāo)志、回調(diào)函數(shù)等對(duì)應(yīng)的參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)GPIO引腳的功能配置。在了解GPIO外設(shè)標(biāo)準(zhǔn)層數(shù)據(jù)類(lèi)型和接口函數(shù)之后，就明確了驅(qū)動(dòng)層需要為標(biāo)準(zhǔn)層所提供的內(nèi)容。

圖3GPIO標(biāo)準(zhǔn)層函數(shù)接口

外設(shè)HW層開(kāi)發(fā)

HW層對(duì)應(yīng)到具體的外設(shè)，其提供的API基本上是直接操作寄存器的內(nèi)聯(lián)函數(shù)。根據(jù)芯片手冊(cè)來(lái)添加外設(shè)的寄存器列表；并編寫(xiě)寄存器相關(guān)操作的內(nèi)聯(lián)函數(shù)。以某款芯片的GPIO為例，如下所示為GPIO的寄存器列表，從而來(lái)明確各個(gè)寄存器的功能。

圖4GPIO寄存器列表

根據(jù)寄存器列表，我們了解并分析了各個(gè)寄存器功能以及要配置的各個(gè)功能，其他寄存器位該如何配合等。如下所示為GPIO寄存器結(jié)構(gòu)體定義。

圖5GPIO寄存器塊結(jié)構(gòu)體定義

接下來(lái)編寫(xiě)每個(gè)寄存器的功能操作函數(shù)即可完成外設(shè)硬件層的開(kāi)發(fā)。以GPIO的端口位清除寄存器brr為例，來(lái)編寫(xiě)該寄存器的硬件層函數(shù)接口，如下所示：

圖6GPIO_BRR寄存器操作函數(shù)

在每個(gè)寄存器的操作函數(shù)編寫(xiě)完畢后，可能硬件層的接口還有所欠缺，需要提供一些方便用戶(hù)使用的簡(jiǎn)單的功能性函數(shù)。在后續(xù)開(kāi)發(fā)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有需要，可以反過(guò)來(lái)再添加。

外設(shè)驅(qū)動(dòng)層開(kāi)發(fā)

1、定義設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體和設(shè)備結(jié)構(gòu)體

驅(qū)動(dòng)層首先應(yīng)該搭建好相關(guān)結(jié)構(gòu)，再去實(shí)現(xiàn)外設(shè)的功能函數(shù)。在A(yíng)Metal中，每個(gè)設(shè)備都應(yīng)該有與之對(duì)應(yīng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)體和設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體。

設(shè)備結(jié)構(gòu)體主要用于內(nèi)存分配，與設(shè)備相關(guān)的變量都應(yīng)該定義在設(shè)備結(jié)構(gòu)體中。

設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體通常至少包含一個(gè)硬件層定義的指向寄存器基地址的指針類(lèi)型成員，除此之外，還包含一些設(shè)備的初始化配置信息，如中斷號(hào)、外設(shè)信息等成員。

圖7 GPIO設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體和設(shè)備結(jié)構(gòu)體定義

2、驅(qū)動(dòng)函數(shù)實(shí)現(xiàn)

驅(qū)動(dòng)函數(shù)主要包括兩部分：一部分是提供給標(biāo)準(zhǔn)層的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，另一部分是面向用戶(hù)的初始化、解初始化函數(shù)。

我們可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)接口層函數(shù)來(lái)搭建相應(yīng)的GPIO外設(shè)的驅(qū)動(dòng)層功能函數(shù)框架；進(jìn)一步通過(guò)芯片用戶(hù)手冊(cè)中對(duì)應(yīng)操作說(shuō)明來(lái)完成GPIO的驅(qū)動(dòng)層功能函數(shù)驅(qū)動(dòng)。

如下所示為GPIO初始化函數(shù)和解初始化函數(shù)；初始化函數(shù)主要是為了初始化設(shè)備中的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)和硬件相關(guān)設(shè)置；解初始化函數(shù)是為了釋放內(nèi)存資源和硬件資源。

圖8GPIO初始化函數(shù)和解初始化函數(shù)

外設(shè)用戶(hù)配置文件開(kāi)發(fā)

開(kāi)發(fā)完驅(qū)動(dòng)層我們知道，用戶(hù)使用一個(gè)外設(shè)的過(guò)程是，先調(diào)用驅(qū)動(dòng)初始化函數(shù)，該函數(shù)返回一個(gè)handle，后續(xù)的所有操作，用戶(hù)直接使用該handle作為參數(shù)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)接口層函數(shù)即可。

以某款芯片的GPIO為例，如下所示為GPIO的用戶(hù)配置文件，主要包含設(shè)備信息結(jié)構(gòu)體、設(shè)備實(shí)例結(jié)構(gòu)體及其平臺(tái)初始化函數(shù)與解初始化函數(shù)。

圖9GPIO用戶(hù)配置文件

外設(shè)例程文件

外設(shè)的例程文件主要分為HW層示例和STD示例。

對(duì)于STD示例，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)層函數(shù)和實(shí)例初始化函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)外設(shè)功能。

對(duì)于HW示例，通過(guò)調(diào)用硬件層的函數(shù)完成相應(yīng)的配置，以此實(shí)現(xiàn)功能。如下所示為通過(guò)硬件層驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵切換LED狀態(tài)的示例。

圖10GPIO_HW層示例

至此，我們完成了一個(gè)通用外設(shè)GPIO驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)。

來(lái)源：立功科技