總體概述

開(kāi)關(guān)矩陣顧名思義就是一個(gè)由多個(gè)，甚至多組開(kāi)關(guān)組成的陣列，這個(gè)陣列的目的就是把片內(nèi)外設(shè)的輸入輸出信號(hào)線，按照用戶(hù)的意向，通過(guò)編程連接到特定的外部引腳上。

開(kāi)關(guān)矩陣可以為LPC800的使用者帶來(lái)很多方便和實(shí)用的特性：

• 很多用戶(hù)都碰到過(guò)，設(shè)計(jì)PCB時(shí)芯片引腳的順序與板上的器件不匹配，走線繞來(lái)繞去；有了這個(gè)開(kāi)關(guān)矩陣，用戶(hù)可以按照最佳布線要求，安排MCU的功能引出腳。

• 有些工程師在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，由于疏忽或?qū)ζ骷睦斫庥姓`，可能會(huì)造成連線錯(cuò)誤，例如把I2C的SDA和SCL搞反了，把UART的TX和RX搞反了等。遇到這種情況，不必割線、飛線、重新設(shè)計(jì)PCB，只需要在配置開(kāi)關(guān)矩陣時(shí)，在代碼中按照實(shí)際的連線編程配置即可，完全不必改動(dòng)硬件。

• 用戶(hù)經(jīng)常會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)品升級(jí)換代，需要重新設(shè)計(jì)PCB，但只是做少量的修改或擴(kuò)充，或者僅僅是更換一個(gè)功能更強(qiáng)的MCU，而希望盡可能地保持原有的布局和布線走向不變；開(kāi)關(guān)矩陣同樣能滿(mǎn)足用戶(hù)的這個(gè)需要。

• 通常一款MCU都會(huì)內(nèi)置多個(gè)及多種外設(shè)，例如LPC824的串行通信外設(shè)就包含3個(gè)USART、4個(gè)I2C和2個(gè)SPI，即使不計(jì)算其它外設(shè)(例如SCT、GPIO等)的引出腳，所有這些串行通信外設(shè)的引出腳數(shù)目，就已經(jīng)超過(guò)芯片總的引腳數(shù)目。有了開(kāi)關(guān)矩陣，用戶(hù)可以按照自己的意愿引出需要的功能，在引腳總數(shù)允許的情況下，可以進(jìn)行隨意的功能組合。

開(kāi)關(guān)矩陣也有其局限性，模擬功能和電源/地線引腳不能通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣重新分配引出腳；模擬功能具有固定的不能被重新分配的引出腳，但用戶(hù)可以按照需要關(guān)閉引出腳對(duì)應(yīng)的模擬功能，從而騰出該引出腳用于其它數(shù)字功能。

1.1 SWM模型特性LPC800全系列的每個(gè)型號(hào)都標(biāo)配SWM開(kāi)關(guān)矩陣。

開(kāi)關(guān)矩陣的功能有兩個(gè)：

• 把數(shù)字外設(shè)的輸入輸出功能自由地分配到指定的外部引腳。能夠自由分配外部引腳的功能稱(chēng)為可移動(dòng)功能。

• 使能或關(guān)閉模擬功能或需要特定電氣特性的功能，例如ADC和/或模擬比較器的輸入功能，晶體振蕩器的輸入輸出引腳，具有超快速模式的I2C0功能等。對(duì)于這些不能自由分配外部引腳的功能，稱(chēng)為固定功能。

下面兩張表分別列出了所有可移動(dòng)功能和固定功能，以及它們?cè)诟鱾€(gè)系列中的配置情況。* 括號(hào)中為L(zhǎng)PC81x的信號(hào)名稱(chēng)。

表1 可移動(dòng)功能一覽表

上表中列出了所有目前LPC800產(chǎn)品系列的可移動(dòng)功能信號(hào)，可以看出這些信號(hào)全部是數(shù)字信號(hào)。右邊四列分別是各個(gè)系列的配置情況，數(shù)字代表所在行的信號(hào)在對(duì)應(yīng)的系列中是可移動(dòng)功能，編號(hào)的意義將在1.3節(jié)的應(yīng)用例程中介紹；格中“-”表示對(duì)應(yīng)的系列沒(méi)有這個(gè)信號(hào)。

I2C0_SDA和I2C0_SCL這兩個(gè)信號(hào)只在LPC81x中是可移動(dòng)功能，在其它系列中都是不可移動(dòng)的。LPC82x和LPC84x的其它I2C模塊，I2C1~3的信號(hào)是可移動(dòng)功能信號(hào)。

這里需要注意的是，在LPC81x系列中，I2C0_SDA和I2C0_SCL這兩個(gè)信號(hào)是可移動(dòng)的，但只有把它們安排在PIO0_10和PIO0_11引腳時(shí)，才能達(dá)到超高速(1Mbit/s)，移動(dòng)到其它的引腳時(shí)只能實(shí)現(xiàn)最高400 kbit/s的速率。

固定功能信號(hào)分兩類(lèi)：數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)；這樣的區(qū)分將涉及到信號(hào)間互聯(lián)的策略，本章后面的段落將討論這個(gè)策略。* 對(duì)應(yīng)的信號(hào)與其它信號(hào)復(fù)用相同引腳。

表2固定功能一覽表

表2中右邊四列分別是各個(gè)系列的配置情況，數(shù)字代表所在行的信號(hào)在對(duì)應(yīng)的系列中是否有該功能，編號(hào)的意義將在1.3節(jié)的應(yīng)用例程中介紹；格中“-”表示對(duì)應(yīng)的系列沒(méi)有這個(gè)信號(hào)。

每一個(gè)可移動(dòng)功能，可以被分配使用任意一個(gè)引腳。而固定功能只能使用芯片指定的引腳。GPIO的輸出端口也只能使用芯片指定的引腳。

下面是LPC80x的可移動(dòng)功能和固定功能列表，這個(gè)新的子系列的SWM寄存器排列與其它系列略有不同，但不會(huì)影響用戶(hù)的使用。

表3LPC80x可移動(dòng)功能一覽表

* 對(duì)應(yīng)的信號(hào)與其它信號(hào)復(fù)用相同引腳? ??表4LPC80x固定功能一覽表

另外，在LPC804中的PLU模塊共有6個(gè)輸入端和8個(gè)輸出端，它們也是可移動(dòng)功能，但不能向其它可移動(dòng)功能那樣可以被任意地分配到任一個(gè)引腳，每個(gè)PLU的輸入/輸出端分別只能在PINASSIGNFIXED0寄存器中被分配到3個(gè)引腳，如下表：

每個(gè)PLU的信號(hào)在PINASSIGNFIXED0寄存器中占據(jù)2個(gè)二進(jìn)制控制位，具體配置方法請(qǐng)參考用戶(hù)手冊(cè)。

1.2 SWM模塊的內(nèi)部構(gòu)成1.2.1 模塊框圖

下面這個(gè)框圖來(lái)自LPC800的用戶(hù)手冊(cè)：

圖1.開(kāi)關(guān)矩陣(SWM)框圖

這個(gè)圖全面地描繪了開(kāi)關(guān)矩陣與各個(gè)內(nèi)部外設(shè)、連接外部引腳的焊盤(pán)、GPIO模塊以及引腳中斷單元之間的關(guān)系。這張圖只畫(huà)出了一個(gè)外部引腳和與之對(duì)應(yīng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其它引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)和這張圖基本一樣；以LPC824封裝為HVQFN33的芯片為例，它有29個(gè)GPIO引腳，則其內(nèi)部就有29套上圖這樣的電路。

對(duì)于某些不具備模擬功能的引腳，它們的片內(nèi)結(jié)構(gòu)將不包含上圖中的模擬部分(黃色區(qū)域)。

按照用戶(hù)手冊(cè)的功能描述，可以把LPC824的最大引腳封裝的開(kāi)關(guān)矩陣，用圖2示意性地展現(xiàn)出來(lái)。這張圖清晰地展示了一個(gè)完整的開(kāi)關(guān)陣列(矩陣)的結(jié)構(gòu)；此圖只是一個(gè)幫助理解和記憶的示意圖，并不代表芯片內(nèi)部的真實(shí)電路。圖中左邊一列的PIO0_0~PIO0_28表示外部引腳，而右邊一列的PIO0_0~PIO0_28表示GPIO模塊的內(nèi)部輸出端。

圖2.LPC824的HVQFN33封裝內(nèi)部開(kāi)關(guān)矩陣完整示意圖

下面把SWM的功能分成三個(gè)組，分別進(jìn)行介紹。（注：這里的分組只是為了方便說(shuō)明，實(shí)際在芯片手冊(cè)中并沒(méi)有此類(lèi)分組）

1.2.2 固定功能開(kāi)關(guān)組

上圖左側(cè)以黃色標(biāo)注的一組開(kāi)關(guān)，可以稱(chēng)它為固定功能開(kāi)關(guān)組，每一個(gè)開(kāi)關(guān)旁邊，都用黃字標(biāo)示該開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的固定功能信號(hào)。這組開(kāi)關(guān)中，在芯片復(fù)位后，多數(shù)開(kāi)關(guān)默認(rèn)為斷開(kāi)固定功能與外部引腳的連接；但有三個(gè)信號(hào)特殊，在芯片復(fù)位后，SWDIO、SWCLK和RESETN對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)將這三個(gè)信號(hào)連接到外部引腳上。

另外PIO0_1對(duì)應(yīng)的固定功能信號(hào)有一個(gè)模擬功能(ACMP_I2)和一個(gè)數(shù)字功能(CLKIN)；PIO0_6、PIO0_14和PIO0_23，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)固定功能模擬信號(hào)；這些信號(hào)的連接示意圖如下。

? ? ? 圖3.LPC824的復(fù)用固定功能模擬信號(hào)開(kāi)關(guān)示意圖

▲固定功能開(kāi)關(guān)組：決定需要把某個(gè)固定功能信號(hào)連接到對(duì)應(yīng)的外部引腳，這組開(kāi)關(guān)是一對(duì)一的；以LPC82x為例，表2列出了25個(gè)固定功能，其中有四對(duì)固定功能信號(hào)復(fù)用輸入引腳，因此共有25個(gè)固定功能開(kāi)關(guān)。（注：LPC82x中最大配置的芯片有25個(gè)固定功能，其它芯片中固定功能則少于這個(gè)數(shù)目）
模擬的固定功能信號(hào)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)是排他性的，當(dāng)對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)連接到外部引腳時(shí)，其它任何信號(hào)不能再連接到該引腳；數(shù)字的固定功能信號(hào)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)，用于把使能的信號(hào)連接到對(duì)應(yīng)的引腳，但不排斥其它可移動(dòng)功能也連接到這個(gè)相同的引腳。

? ? ? ? ? ? ? ??圖4.固定功能開(kāi)關(guān)組(模擬信號(hào))示意圖

圖5.固定功能開(kāi)關(guān)組(數(shù)字信號(hào))示意圖

引腳使能寄存器0(PINENABLE0)中的每一位，對(duì)應(yīng)圖4或圖5所示的一個(gè)開(kāi)關(guān)。

圖2中部蘭色陰影框起來(lái)的部分，可以稱(chēng)為可移動(dòng)功能開(kāi)關(guān)組。在這個(gè)縱橫矩陣中，每個(gè)交叉點(diǎn)都是一個(gè)開(kāi)關(guān)；每列(縱向)只能有一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合；每行(橫向)可以有多個(gè)開(kāi)關(guān)閉合；復(fù)位后所有開(kāi)關(guān)默認(rèn)為斷開(kāi)。

▲可移動(dòng)功能開(kāi)關(guān)組：該組開(kāi)關(guān)決定需要把某個(gè)可移動(dòng)功能信號(hào)連接到哪個(gè)外部引腳。表1的第一列的每一個(gè)可移動(dòng)功能，都對(duì)應(yīng)這樣的可移動(dòng)功能開(kāi)關(guān)組；表1列出了48個(gè)可移動(dòng)功能，也就是說(shuō)芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了48個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)組。（注：最大配置的芯片有48個(gè)可移動(dòng)功能，其它芯片中可移動(dòng)功能數(shù)目可參看表1）

圖6.可移動(dòng)功能開(kāi)關(guān)組(共48組)示意圖A

每個(gè)引腳分配寄存器0~11(Pin assign register)都有4個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)控制上圖所示的一個(gè)可移動(dòng)功能開(kāi)關(guān)組，即每個(gè)引腳分配寄存器控制四個(gè)可移動(dòng)功能信號(hào)的引腳分配。

圖7.可移動(dòng)功能開(kāi)關(guān)組(共48組)示意圖B

上圖是圖6的另一種畫(huà)法，虛線框起來(lái)的一組開(kāi)關(guān)，由引腳分配寄存器的對(duì)應(yīng)字節(jié)控制，任何時(shí)候，只能有一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合或所有開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。

圖2右側(cè)以橘紅色標(biāo)注的一組開(kāi)關(guān)，稱(chēng)為GPIO開(kāi)關(guān)組。當(dāng)其中任一開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的GPIO輸出端口已固定功能開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，將有可能連接到外部引腳。當(dāng)某個(gè)開(kāi)關(guān)K所在行中有任意一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，這個(gè)開(kāi)關(guān)K會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)，很顯然這樣可以避免GPIO模塊的輸出與可移動(dòng)功能信號(hào)相互沖突。

▲GPIO開(kāi)關(guān)組：該組開(kāi)關(guān)決定是否要把GPIO模塊的某個(gè)端口輸出到對(duì)應(yīng)的引腳。

圖8.GPIO開(kāi)關(guān)組示意圖

將GPIO模塊的某個(gè)端口的輸出連接到外部引腳的條件有兩個(gè)：一是沒(méi)有任何作為輸出的可移動(dòng)功能分配到對(duì)應(yīng)的引腳；二是沒(méi)有使能對(duì)應(yīng)的固定功能，例如：如果要輸出GPIO模塊的PIO0_6信號(hào)，則應(yīng)該關(guān)閉對(duì)應(yīng)的固定功能ADC_1和VDDCMP。

從圖1可以看出，每個(gè)引腳都有兩個(gè)內(nèi)部連接點(diǎn)(焊盤(pán))，分別處理數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)；實(shí)際使用中，對(duì)IOCON(輸入輸出配置)模塊的設(shè)置決定數(shù)字焊盤(pán)的輸入輸出特性；而使用數(shù)字焊盤(pán)還是模擬焊盤(pán)與外部引腳相連接，則由開(kāi)關(guān)矩陣決定；當(dāng)在開(kāi)關(guān)矩陣中使能了某個(gè)端口的固定模擬功能，則該外部引腳將使用模擬焊盤(pán)；其它情況下，不論引腳是分配了可移動(dòng)的功能信號(hào)，還是固定功能的數(shù)字信號(hào)，或是GPIO的輸出端，該外部引腳都是對(duì)應(yīng)數(shù)字焊盤(pán)的信號(hào)。

1.2.3 開(kāi)關(guān)矩陣的使用特性

從圖2和以上的描述，可以總結(jié)出以下一些特性：

■一旦使能某個(gè)固定模擬功能時(shí)，該功能將占用對(duì)應(yīng)的引腳，所有其它任何信號(hào)都不能使用該引腳。

■當(dāng)使能某個(gè)固定數(shù)字功能信號(hào)時(shí)，其他的可移動(dòng)數(shù)字信號(hào)，也可以被分配使用該引腳，即多個(gè)信號(hào)線在芯片內(nèi)部是互通的。例如使能了CLKIN輸入功能后，還可以分配一個(gè)或多個(gè)SCT的輸入端至相同的引腳，這樣CLKIN信號(hào)也同時(shí)輸入至SCT中。

■如果某個(gè)引腳對(duì)應(yīng)的固定功能未使能時(shí)，一個(gè)或多個(gè)可移動(dòng)功能可以被分配使用該引腳；當(dāng)沒(méi)有任何可移動(dòng)功能使用該引腳時(shí)，對(duì)應(yīng)的GPIO輸出端口將能夠取得該引腳的控制權(quán)。使用GPIO輸出功能時(shí)，需要關(guān)閉對(duì)應(yīng)的固定功能并且沒(méi)有任何可移動(dòng)功能使用對(duì)應(yīng)的引腳。

■一個(gè)或多個(gè)可移動(dòng)功能可以被分配使用相同的引腳，但其中只能有一個(gè)可移動(dòng)輸出功能(包含雙向功能信號(hào))。多個(gè)可移動(dòng)輸入功能可以使用同一個(gè)引腳；例如多個(gè)SCT的輸入端可以使用同一個(gè)引腳，這樣可以用一個(gè)外部信號(hào)同步SCT的多組定時(shí)。

■當(dāng)可移動(dòng)輸入功能與某個(gè)可移動(dòng)輸出功能被分配到同一個(gè)引腳時(shí)，這些輸入功能將接收前述輸出功能的信號(hào)。使用者可以用這個(gè)特性實(shí)現(xiàn)很多環(huán)回的操作；例如把USART的RXD和TXD信號(hào)通過(guò)此方式連接，實(shí)現(xiàn)自循環(huán)。

■不管引腳連接到哪種數(shù)字功能信號(hào)(固定數(shù)字功能、可移動(dòng)功能或GPIO模塊)，GPIO模塊的輸入端都始終與它對(duì)應(yīng)的引腳連接，GPIO輸入寄存器將反映引腳的數(shù)字電平狀態(tài)。

■當(dāng)任意模擬信號(hào)被分配使用外部引腳，該引腳的模擬焊盤(pán)被使能，同時(shí)數(shù)字焊盤(pán)將被斷開(kāi)。

■當(dāng)任意數(shù)字輸出信號(hào)被分配到外部引腳，該引腳的數(shù)字焊盤(pán)被使能。

■只要引腳的數(shù)字焊盤(pán)被使能(未斷開(kāi))，對(duì)應(yīng)的引腳中斷就會(huì)有輸入信號(hào)，即該引腳的輸入信號(hào)(如果被使能的話)將可能觸發(fā)引腳中斷。

下面這個(gè)簡(jiǎn)單的流程圖，以另一種方式描述了開(kāi)關(guān)矩陣的用法。圖9.開(kāi)關(guān)矩陣的使用

1.3 開(kāi)關(guān)矩陣的應(yīng)用例程下面將以?xún)蓚€(gè)例子展示如何使用開(kāi)關(guān)矩陣：

第一個(gè)例子是使用SCT在板載LED燈上實(shí)現(xiàn)一個(gè)呼吸燈(SCT的呼吸燈不是本章重點(diǎn)，將不做注解)，然后通過(guò)改變開(kāi)關(guān)矩陣的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)一組LED燈的輪流顯示。

第二個(gè)例子是使用LPC824的開(kāi)關(guān)矩陣，把芯片上的兩個(gè)USART模塊進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)一發(fā)一收而不需片外連線。

1.3.1 設(shè)置開(kāi)關(guān)矩陣的函數(shù)

開(kāi)關(guān)矩陣的設(shè)置是通過(guò)一組32位寄存器PINASSIGN[n]，和一個(gè)32位寄存器PINENABLE0實(shí)現(xiàn)。

寄存器PINENABLE0中的每一位，是對(duì)應(yīng)的固定功能的使能位，即圖4或圖5中的一個(gè)開(kāi)關(guān)；表2最右邊三列中的數(shù)字，分別是每個(gè)系列中各個(gè)固定功能信號(hào)使能位在寄存器PINENABLE0中的索引號(hào)。

對(duì)于PINASSIGN[n] 寄存器組，我們把它相像成一個(gè)字節(jié)數(shù)組，每個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)圖6或圖7所示的一個(gè)可移動(dòng)功能開(kāi)關(guān)組，即每個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)可移動(dòng)功能，這個(gè)字節(jié)中填寫(xiě)的內(nèi)容就是該功能被分配到的引腳編號(hào)。表1最右邊三列中的數(shù)字，分別是每個(gè)系列中各個(gè)可移動(dòng)功能信號(hào)，在上述字節(jié)數(shù)組中的索引號(hào)。例如在LPC82x和LPC83x系列中，功能SCT_OUT0的索引號(hào)是31，由于每個(gè)PINASSIGN寄存器里有四個(gè)字節(jié)，所以SCT_OUT0的配置字節(jié)是PINASSIGN[7]的第三個(gè)字節(jié)，即位24~31，如下圖：

讀者可以方便地使用下面這個(gè)函數(shù)設(shè)置可移動(dòng)功能信號(hào)。

代碼片段1.置可移動(dòng)功能信號(hào)引腳的函數(shù)

這個(gè)函數(shù)簡(jiǎn)化了SWM寄存器的配置，以后會(huì)經(jīng)常用到。

1.3.2 設(shè)置開(kāi)關(guān)矩陣簡(jiǎn)例

■例1：使能I2C0的兩個(gè)信號(hào)。

在LPC82x和LPC83x中，I2C0的兩個(gè)信號(hào)是固定功能，需要使用PINENABLE0使能，分別使用P0_11和P0_12兩個(gè)引腳：在LPC81x中，I2C0的兩個(gè)信號(hào)是可移動(dòng)功能，可以使用上一節(jié)的函數(shù)設(shè)置引腳分配。

■例2：使能CLKIN輸入功能，同時(shí)把這個(gè)信號(hào)作為所有SCT的輸入。這個(gè)例子演示了把多個(gè)可移動(dòng)功能分配至同一個(gè)引腳，同時(shí)使能這個(gè)引腳的固定功能。

引腳P0_1是固定功能CLKIN對(duì)應(yīng)的引腳，使能CLKIN后P0_1即成為它的輸入引腳，再把所有SCT的輸入端也分配使用這個(gè)輸入腳，這樣輸入信號(hào)也同時(shí)同步地導(dǎo)入至所有SCT的輸入端。

1.3.3 通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)呼吸燈的輪轉(zhuǎn)

在LPC824-Lite開(kāi)發(fā)板上共有八個(gè)LED燈，這部分線路圖如下：

從上圖中可以看出，八個(gè)LED燈分別連接到MCU的P0_7、13、16、17、19、27、28、18引腳上。

本例程使用LPC824的SCT產(chǎn)生一個(gè)PWM波形，當(dāng)這個(gè)PWM信號(hào)輸出到某個(gè)LED時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED就會(huì)忽明忽暗地顯現(xiàn)呼吸燈的效果。例程中通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣(SWM)，在不改變?nèi)魏蜸CT配置的情況下，實(shí)現(xiàn)輪流逐個(gè)點(diǎn)亮LED燈的效果。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)變換GPIO輸出，實(shí)現(xiàn)另一個(gè)LED燈的閃爍。

本例程可以讓讀者體會(huì)到，在不改變信號(hào)源的配置的情況下，僅改變SWM的配置即可改變信號(hào)的輸出引腳；作為對(duì)比，GPIO的輸出是不能通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣改變輸出引腳的，LED燈的閃爍操作則必須通過(guò)改變對(duì)應(yīng)的GPIO輸出狀態(tài)，才能改變輸出引腳的狀態(tài)。

下圖是SCT的PWM波形輪流輸出至八個(gè)LED燈的示意圖。

圖10.輪流輸出PWM信號(hào)至八個(gè)LED燈的示意圖

為了實(shí)現(xiàn)呼吸燈的效果，即LED燈逐漸地由暗變亮，再逐漸地由亮變暗，需要控制輸出PWM波形的占空比，從100%(全滅)逐漸減少至0%(全亮)，再?gòu)?%逐漸增加到100%。

本例程使用SysTick和幾個(gè)全局變量控制PWM占空比的改變和時(shí)序。

代碼片段2.SysTick中斷處理函數(shù)——改變PWM占空比

SysTick的中斷處理函數(shù)的操作非常簡(jiǎn)單，每次進(jìn)入都會(huì)改變輸出占空比；改變的速度快慢是由SysTick的設(shè)置決定。

下面代碼就是主程序部分。

代碼片段3.開(kāi)關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)呼吸燈輪轉(zhuǎn)主程序

初始化完所有用到的資源后，在主循環(huán)中有兩個(gè)操作，其一是當(dāng)SCT輸出的占空比達(dá)到100%，轉(zhuǎn)換SCT輸出的外部引腳，實(shí)現(xiàn)呼吸燈的輪轉(zhuǎn)；其二是使用GPIO輸出控制另一個(gè)LED燈的閃爍。

數(shù)組LED_Pins[8]，是為了方便程序輪流操作八個(gè)LED燈；數(shù)組中存放了每個(gè)燈對(duì)應(yīng)的引腳編號(hào)。

用GPIO輸出，實(shí)現(xiàn)LED燈閃爍的實(shí)現(xiàn)代碼如下。

代碼片段4. GPIO實(shí)現(xiàn)LED燈閃爍

函數(shù)Toggle_LED_Pins()的作用就是定時(shí)變換LED燈的亮或滅，實(shí)現(xiàn)閃爍的效果。該函數(shù)以呼吸燈信號(hào)的占空比為定時(shí)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)LED循環(huán)閃爍：

上述LED_On和LED_Off是兩個(gè)宏定義，直接控制GPIO輸出端口的狀態(tài)：

	#define LED_On(led) LPC_GPIO_PORT->CLR0 = (1<<(led))
	#define LED_Off(led) LPC_GPIO_PORT->SET0 = (1<<(led))

1.3.4 兩個(gè)USART模塊對(duì)接

這個(gè)實(shí)例演示了通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣實(shí)現(xiàn)片內(nèi)外設(shè)模塊的互連，完成互相通信。

LPC800的每個(gè)USART模塊都可以實(shí)現(xiàn)同步的串行傳輸，即比普通的異步傳輸多一條時(shí)鐘信號(hào)線。本實(shí)例配置USART1作為發(fā)送方，配置USART2作為接收方，需要分別連接三個(gè)信號(hào)線，如下圖：

通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣的配置，上述連接可以在芯片內(nèi)部直接實(shí)現(xiàn)。如果不需要連接其它外設(shè)，用戶(hù)不必再對(duì)開(kāi)發(fā)板進(jìn)行任何改動(dòng)。

下圖是開(kāi)關(guān)矩陣的配置代碼， USART1和USART2的初始化代碼和通信的測(cè)試代碼不在此說(shuō)明。 代碼片段5.為USART1和USART2配置輸入輸出引腳

讀者在運(yùn)行這個(gè)例程時(shí)，可以嘗試更改上述06~11行代碼，分別把USART1和USART2的三個(gè)信號(hào)配置到不同的引腳，然后再在開(kāi)發(fā)板上把對(duì)應(yīng)的信號(hào)短接，以此體會(huì)開(kāi)關(guān)矩陣在內(nèi)部信號(hào)互連的特點(diǎn)。

在實(shí)際的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，用戶(hù)可以使用開(kāi)關(guān)矩陣的這一特性，配置本項(xiàng)目中沒(méi)有用到的片內(nèi)模塊，對(duì)那些對(duì)外通信的模塊實(shí)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)，在不干擾正常通信并且不增加任何外部硬件的情況下，提供更多的調(diào)試跟蹤手段。

1.4注意事項(xiàng)

開(kāi)關(guān)矩陣的使用相當(dāng)簡(jiǎn)單，但有以下幾點(diǎn)需要注意的：

1. 配置開(kāi)關(guān)矩陣時(shí)，必須先打開(kāi)SWM的時(shí)鐘，配置完成后，可以關(guān)閉SWM的時(shí)鐘節(jié)省功耗。

2. 不能把多于一個(gè)的輸出功能或雙向功能信號(hào)，分配至同一個(gè)引腳上。

3. 只要引腳不是模擬功能，不管是輸出功能還是輸入功能，對(duì)應(yīng)的GPIO輸入端始終連接到引腳，這樣通過(guò)GPIO端口隨時(shí)可以讀出引腳的電平狀態(tài)。同時(shí)，如果在SYSCON中選擇了該端口作為中斷觸發(fā)源，該引腳將可能觸發(fā)中斷，尤其當(dāng)該引腳為數(shù)字輸出功能時(shí)，芯片內(nèi)部的輸出信號(hào)也會(huì)觸發(fā)中斷。

通過(guò)開(kāi)關(guān)矩陣SWM能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)輸出對(duì)多個(gè)輸入信號(hào)的鏈接，這是通過(guò)把輸出信號(hào)送到引腳上，再通過(guò)引腳的輸入端口“穿回”到芯片內(nèi)部。如果選擇了模擬信號(hào)，那么只有模擬信號(hào)送到引腳上，數(shù)字信號(hào)不能送到引腳上，否則就會(huì)干擾模擬信號(hào)。而且這時(shí)候數(shù)字輸入的那部分也是關(guān)閉的。如果不是最大封裝，那些沒(méi)封出來(lái)的引腳是可以用來(lái)做這種穿回，來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部信號(hào)互聯(lián)。

END

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