嵌入式系统GPIO输入输出实验报告

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1、-实验四 GPIO 输入实验一、实验目的1、能够使用GPIO的输入模式读取开关信号。2、掌握GPIO相关存放器的用法和设置。3、掌握用C语言编写程序控制GPIO。二、实验环境PC机 一台 ADS 1.2集成开发环境 一套EasyARM2131教学实验平台 一套 三、实验容1.实验通过跳线 JP8 连接KEY1与P0.16，程序检测按键KEY1 的状态，控制蜂鸣器BEEP 的鸣叫。按下KEY1，蜂鸣器鸣叫，松开后停顿蜂鸣。调通实验后，改为KEY3键进展输入。2.当检测到KEY1有按键输入时点亮发光二极管LED4并控制蜂鸣器响，软件延时后关掉发光管并停顿蜂鸣，然后循环这一过程直到检测按键没有输入。

2、键输入改为键KEY4，发光管改为LED6。3.结合实验三，当按下按键Key1时，启动跑马灯程序并控制蜂鸣器响，软件延时后关掉发光管并停顿蜂鸣，然后循环这一过程直到检测按键再次按下。四、实验原理当P0 口用于GPIO输入时如按键输入，部无上拉电阻，需要加上拉电阻，电路图参见图 4.2。进展 GPIO 输入实验时，先要设置IODIR 使接口线成为输入方式，然后读取IOPIN 的值即可。图 4.2按键电路原理图实验通过跳线 JP8 连接KEY1_P0.16，程序检测按键KEY1 的状态，控制蜂鸣器BEEP 的鸣叫。按下KEY1，蜂鸣器鸣叫，松开后停顿蜂鸣。在这个实验中，需要将按键KEY1 输入口P0

3、.16 设为输入口而蜂鸣器控制口P0.7 设置为输出口。蜂鸣器电路如图 4.3所示，当跳线JP6 连接蜂鸣器时，P0.7 控制蜂鸣器，低电平时蜂鸣器鸣叫。LED灯电路如图4.4所示，低电平时灯亮。图 4.3蜂鸣器控制电路图 4.4 LED 控制电路程序首先设置管脚连接存放器PINSEL0 和PINSEL1，设置P0.16 为输入，设置P0.7，P1.21为输出。然后检测端口P0.16 的电平，对P0.7, P1.21进展相应的控制，流程图如图 4.5所示，实现程序见程序清单 4.1。图 4.5按键输入实验流程图五、 实验步骤、源代码及调试结果容1实验步骤 启动ADS1.2IDE集成开发环境，选

4、择ARM E*ecutable Image for lpc2131工程模板建立一个工程BEEP_key。 在user组里编写主程序代码main.c。 选用DebugInFLASH生成目标，然后编译工程。 将EasyARM教学实验开发平台上的相应管脚跳线短接gde台ngtheng 222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222。 选择Project-Debug，启动A*D进展JLINK仿真调试。 全速运行程序，程序将会在main.c的主函数

5、中停顿。如下列图所示： 单击Conte*t Variable图标按钮或者选择Processor Views-Variables翻开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。选择System Views-Debugger Internals 即可翻开LPC2000系列ARM7微控制器的片外存放器窗口。通过变量窗口可以观察变量BEEP、KEY1等的值和ARM7微控制器的片外存放器窗口。如下列图所示： 可以单步运行程序，先按下Key1，观察IO0PIN存放器的值，然后断开Key1，观察IO0PIN存放器的值。可以设置/取消断点；或者全速运行程序，停顿程序运行，观察变量的值，判断蜂鸣器控制是

6、否正确。如下列图所示：图4.6 未按下Key1时IO0PIN的值 图4.7 按下Key1时IO0PIN的值由上两图可知，当按下Key1时，IO0PIN存放器的第16位由1变为0F变为E，key1与P0.16相连，按下Key1时，P0.16管脚输出电平由1变为0，存放器值变化，蜂鸣器响，说明控制是正确的。现象描述：按下KEY1，蜂鸣器鸣叫，松开后停顿蜂鸣。源代码：*include config.hconst uint32 BEEP = 1 7; / P0.7 控制蜂鸣器const uint32 KEY1 = 1 16; / P0.16 连接KEY1 改为KEY3时，只需const uint32

7、KEY1 = 1 16改为const uint32 KEY3 = 1 Debug，启动A*D进展JLINK仿真调试。 全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停顿。如下列图所示： 单击Conte*t Variable图标按钮或者选择Processor Views-Variables翻开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。选择System Views-Debugger Internals 即可翻开LPC2000系列ARM7微控制器的片外存放器窗口。通过变量窗口可以观察变量BEEP、KEY1等全局变量、i等本地变量和ARM7微控制器的片外存放器窗口。如下列图所示： 左图所示为

8、ARM7微控制器的片存放器窗口。 图4.9 本地变量 图4.8 全局变量 可以单步运行程序，先按下Key1，观察IO0PIN存放器的值，然后断开Key1，观察IO0PIN存放器的值。可以设置/取消断点；或者全速运行程序，停顿程序运行，观察变量的值，判断蜂鸣器控制是否正确。如下列图所示：.图4.10 未按下KEY1时IO0PIN的值图4.11 按下KEY1后IO0PIN的值比照图4.10和4.11，发现按下KEY1后，IO0PIN存放器的第16位由1变为0；而KEY1对应管脚P0.16，当按下时输入低电平，这说明KEY1的控制是正确的。 上图所示为运行IO0CLR = BEEP后IO0PIN存放

9、器的值，与图4.10比照，发现第8位由1变为0，BEEP对应P0.7管脚，这说明BEEP的控制是对的。现象描述：当按下KEY1时，蜂鸣器鸣响，LED4亮；当松开KEY1后，蜂鸣器静音，LED4灭。源代码如下：*include config.hconst uint32 BEEP = 1 7; / P0.7 控制蜂鸣器const uint32 KEY1 = 1 16; / P0.16 连接KEY1 改为KEY4按键时，只需把上句代码改为const uint32 KEY4=119，其余不变const uint32 LEDS4= 1 21; / P121控制LED4，低电平点亮改为LED6时，只需把上

10、句代码改为const uint32 LED6=123，其余不变。/* 函数名称：main()* 函数功能：GPIO 输入实验测试。* 检测按键KEY1。KEY1 按下，蜂鸣器蜂鸣，松开后停顿蜂鸣。* 跳线说明：把 JP8 的KEY1 跳线短接，JP11 连接蜂鸣器。*/int main (void) Uint32 i; PINSEL0 = 0*00000000; / 所有管脚连接GPIOPINSEL1 = 0*00000000;IO0DIR = BEEP; / 蜂鸣器控制口输出0IO1DIR = LEDS4; / 设置LED4灯亮while (1) if (IO0PIN & KEY1) = 0

11、)for(i=0; i1000; i+); / 软件延时IO0CLR = BEEP; / 如果KEY1 按下，蜂鸣器鸣叫IO1DCLR = LEDS4; / 设置LED4灯亮else IO0SET = BEEP; / 松开则停顿蜂鸣IO1SET= LEDS4; / 设置LED4灯灭for(i=0; iDebug，启动A*D进展JLINK仿真调试。 全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停顿。如下列图所示： 单击Conte*t Variable图标按钮或者选择Processor Views-Variables翻开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。选择System Vie

12、ws-Debugger Internals 即可翻开LPC2000系列ARM7微控制器的片外存放器窗口。通过变量窗口可以观察变量BEEP、KEY1等的值和ARM7微控制器的片外存放器窗口。如下列图所示： 可以单步运行程序，先按下Key1，观察IO0PIN存放器的值，然后断开Key1，观察IO0PIN存放器的值。可以设置/取消断点；或者全速运行程序，停顿程序运行，观察变量的值，判断蜂鸣器控制是否正确。如下列图所示：图4.12未按下Key1时IO0PIN的值 图4.13按下Key1时IO0PIN的值由上两图可知，当按下Key1时，IO0PIN存放器的第16位由1变为0F变为E，key1与P0.16

13、相连，按下Key1时，P0.16管脚输出电平由1变为0，存放器值变化，蜂鸣器响，流水灯亮，说明控制是正确的。现象描述：当按下按键KEY1时，蜂鸣器鸣响，流水灯亮；松开后，蜂鸣器静音，流水灯灭。源代码如下：*include config.hconst uint32 BEEP = 1 7; / P0.7 控制蜂鸣器const uint32 KEY = 1 16; / P0.16 连接KEY1const uint32 LEDS8 = 0*FF 0; dly-) for(i=0; i50000; i+); /* 函数名称：liushuideng()* 函数功能：流水灯显示实验。* 调试说明：连接跳线

14、JP12 至LED8LED1。*/* 流水灯把戏，低电平点亮，注意调用时候用了取反操作 */const uint32 LED_TBL = 0*00, 0*FF, / 全部熄灭后，再全部点亮0*01, 0*02, 0*04, 0*08, 0*10, 0*20, 0*40, 0*80, / 依次逐个点亮0*01, 0*03, 0*07, 0*0F, 0*1F, 0*3F, 0*7F, 0*FF, / 依次逐个叠加0*FF, 0*7F, 0*3F, 0*1F, 0*0F, 0*07, 0*03, 0*01, / 依次逐个递减0*81, 0*42, 0*24, 0*18, 0*18, 0*24, 0*

15、42, 0*81, / 两个靠拢后分开0*81, 0*C3, 0*E7, 0*FF, 0*FF, 0*E7, 0*C3, 0*81 / 从两边叠加后递减;int liushuideng(void) uint8 i;PINSEL1 = 0*00000000; / 设置管脚连接GPIOIO1DIR = LEDS8; / 设置LED 控制口为输出while (1) for (i=0; i42; i+) /* 流水灯把戏显示 */IO1SET = (LED_TBLi) 18);DelayNS(20);IO1CLR = (LED_TBLi) 18);DelayNS(20);return 0;/主函数in

16、t main(void) uint32 i; PINSEL0 = 0*00000000; / 所有管脚连接GPIOPINSEL1 = 0*00000000;IO0DIR = BEEP; / 蜂鸣器控制口输出0while (1) if (IO0PIN & KEY) = 0)for(i=0; i1000; i+); / 软件延时IO0CLR = BEEP; / 如果KEY 按下，蜂鸣器鸣叫liushuideng();else IO0SET = BEEP; / 松开则停顿蜂鸣 IO1SET= LEDS8;for(i=0; i100; i+); / 软件延时return 0;六、思考题1、如果将P0.30设置为GPIO输入模式，且管脚悬空，则读取P0.30得到的值是0还是1.或者是不确定.当管脚悬空时，该管脚有可能是高电平也有可能是低电平。读取IO0PIN的值并不能确定管教的值。有时管脚是高电平，读取到的不一定是高电平。2、如果需要读取当前P0.7的输出值(不是管脚上的电平)，如何实现. 将该管脚与一个LED连接，假设LED亮，则输出值为0，否则为1. z