3.1 GPIO接口应用

CC3200的所有数字引脚和部分模拟引脚可作为通用输入/输出（GPIO）使用，GPIO分为4组（GPIOA0～3），每组8个（具体引脚分配参见表D.1）。

● GPIOA0：GPIO_00～GPIO_07，对应GPIOA0.0～GPIOA0.7。

● GPIOA1：GPIO_08～GPIO_15，对应GPIOA1.0～GPIOA1.7。

● GPIOA2：GPIO_16～GPIO_23，对应GPIOA2.0～GPIOA2.7。

● GPIOA3：GPIO_24～GPIO_31，对应GPIOA3.0～GPIOA3.7。

CC3200 GPIO具有下列特性。

● 根据功能引脚的配置不同，GPIO的数量多达27个。

● 所有GPIO引脚具有中断能力。

✧ 电平有效或边沿有效。

✧ 上升沿或下降沿。

✧ 可选择中断屏蔽。

● 可以用于触发DMA操作。

● 可选择作为唤醒源。

● 可编程引脚配置。

✧ 内部10μA上拉或下拉。

✧ 2 mA、4 mA、6 mA、8 mA、10 mA、12 mA、14 mA可配置驱动能力。

✧ 开漏模式。

● 可通过高速内部总线矩阵进行GPIO寄存器读操作。

3.1.1 GPIO示例程序分析

GPIO示例程序在“example\blinky”目录中，Blinky项目CC3200 LaunchPad电路如图3.1所示。

两个用户按键SW2和SW3分别通过GPIO_22（PIN_15）和GPIO_13（PIN_04）与CC3200相连，按键未按下时GPIO为低电平，按键按下时GPIO为高电平。

3个用户LED D5～D7分别通过驱动电路和GPIO_11（PIN_02）、GPIO_10（PIN_01）和GPIO_09（PIN_64）与CC3200相连，GPIO输出低电平时LED熄灭，GPIO输出高电平时LED点亮。

（1）将CC3200 LaunchPad通过USB线与PC连接。

（2）参考2.1.2节中的“CCS使用”，将Blinky项目导入CCS，在“Project Explorer”（项目浏览器）视图中可以看出，Blinky项目包含下列4个程序文件。

● main.c：主程序文件。

● pinmux.c：PinMux应用程序生成的GPIO引脚配置程序文件。

● gpio_if.c：GPIO接口驱动程序文件。

● startup_ccs.c：CCS启动程序文件。

Blinky项目程序流程图如图3.2所示。

（3）在CCS中单击“Project”（项目）→“Properties”（属性）或右击“Project Explorer”（项目浏览器）中的Blinky项目，在弹出菜单中单击“Properties”（属性），打开“属性”对话框，确认“Device”（器件）选择CC3200，选择“Compiler version”（编译器版本）为TI v5.2.2，参见图2.17。

（4）单击“View”（视图）→“Target Configuration”（目标配置），打开“目标配置”视图，确认默认的目标配置为CC3200.ccxml，如图3.3所示。

（5）在 CCS 中单击“Run”（运行）→“Debug”（调试）或按“F11”键，CCS首先编译生成目标文件blinky.out，然后将目标文件blinky.out下载到CC3200并进入调试界面。

（6）单击“Run”（运行）→“Resume”（运行）或单击调试工具栏中的“Resume”（运行）按钮 或按“F8”键，运行程序，开发板上的3个用户LED首先全部熄灭，然后红LED、黄LED和绿LED依次循环闪烁。

（7）单击调试工具栏中的“Suspend”（暂停）按钮 暂停程序的运行。

（8）单击调试工具栏中的“Restart”（重新开始）按钮 ，程序停在main（）函数的开始处，如图3.4所示。

注意：在程序的分析过程中，可随时单击“Restart”（重新开始）按钮 复位程序。下面详细介绍程序的分析步骤，主要包括下列内容。

● 初始化开发板：BoardInit（）。

● 引脚复用配置：PinMuxConfig（）。

● LED操作。

1.初始化开发板BoardInit（）

单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 两次，进入BoardInit（）函数，如图3.5所示。

从图3.5中可以看出，初始化开发板BoardInit（）包括下列内容。

● 设置中断向量表：IntVTableBaseSet（）。

● 允许处理器中断：IntMasterEnable（）。

● 允许中断：IntEnable（）。

● 初始化MCU：PRCMCC3200MCUInit（）。

（1）设置中断向量表IntVTableBaseSet（）。

功能：设置中断向量表基地址。

参数说明：ulVtableBase，中断向量表基地址，中断向量表在startup_ccs.c中定义。

IntVTableBaseSet（）的声明在interrupt.h中，代码在interrupt.c中。

（2）允许处理器中断IntMasterEnable（）。

功能：允许处理器中断。

IntMasterEnable（）调用CPUcpsie（）实现允许处理器中断操作，其声明在interrupt.h中，代码在interrupt.c中。

功能：允许CPU中断。

CPUcpsie（）调用汇编语言程序段实现允许CPU中断操作，其声明在cpu.h中，代码在cpu.c中。

（3）允许中断IntEnable（）。

功能：允许中断。

参数说明：ulInterrupt，中断号，FAULT_SYSTICK是SysTick的中断号常量，中断号是15，在hw_ints.h中定义。

IntEnable（）的声明在interrupt.h中，代码在interrupt.c中。

（4）初始化MCU PRCMCC3200MCUInit（）。

功能：初始化MCU。

加电启动或从低功耗休眠模式退出时，应用程序应该通过调用PRCMCC3200MCUInit（）配置MCU参数。PRCMCC3200MCUInit（）的声明在prcm.h中，代码在prcm.c中。

单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，运行上述函数，然后退出BoardInit（）函数，回到main（）函数的PinMuxConfig（）语句。

2.引脚复用配置PinMuxConfig（）

引脚复用配置程序由PinMux应用程序根据设计须自动生成，程序代码在pinmux.c或rom_pin_mux_config.c中，其中调用了相应的PRCM、PIN和GPIO API函数。

单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 ，进入 PinMuxConfig（）函数，如图3.6所示。

从图中可以看出：GPIO引脚复用配置包括下列内容。

● 允许GPIO时钟：PRCMPeripheralClkEnable（）。

● 配置GPIO引脚：PinTypeGPIO（）。

● 配置GPIO方向：GPIODirModeSet（）。

（1）允许GPIO时钟PRCMPeripheralClkEnable（）。

① 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 两次，进入PRCMPeripheralClk Enable（）函数，如图3.7所示。

从图3.7中可以看出，PRCMPeripheralClkEnable（）等API函数通过硬件寄存器操作HWREG（）实现相应的功能。

功能：允许外设时钟。

参数说明：

● ulPeripheral：外设号，GPIOA0～3的外设号是6～9，在prcm.h中定义。

● ulClkFlags：时钟标志，设置值是PRCM_RUN_MODE_CLK（运行模式时钟）。ulClkFlags包括下列值。

✧ PRCM_RUN_MODE_CLK：运行模式时钟，0x0000 0001。

✧ PRCM_SLP_MODE_CLK：睡眠模式时钟，0x0000 0100。

✧ PRCM_DSLP_MODE_CLK：深睡眠模式时钟，0x0001 0000。

PRCMPeripheralClkEnable（）的声明在prcm.h中，代码在prcm.c中。

② 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，运行上述函数，然后退出函数，返回到PinMuxConfig（）函数的MAP_PinTypeGPIO（）语句。

（2）配置GPIO引脚PinTypeGPIO（）。

① 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 ，进入PinTypeGPIO（）函数，如图3.8所示。

功能：配置GPIO引脚。

参数说明：

● ulPin：引脚号，PIN_01～64，在pin.h中定义。

● ulPinMode：引脚模式，PIN_MODE_0为GPIO模式。

● bOpenDrain：开漏输出，true表示是，false表示否。

PinTypeGPIO（）的声明在pin.h中，代码在pin.c中。PinTypeGPIO（）通过调用PinConfigSet（）和PinModeSet（）实现引脚类型的配置。

功能：设置引脚类型。

参数说明：

● ulPin：引脚号，PIN_01～64，在pin.h中定义。

● ulPinStrength：引脚强度，引脚的输出驱动电流（2 mA、4 mA或6 mA等）。

● ulPinType：引脚类型，设置值是 PIN_TYPE_STD（标准输入输出）。ulPinType 主要包括下列值。

✧ PIN_TYPE_STD：标准输入输出，0x0000 0000。

✧ PIN_TYPE_OD：开漏输出，0x0000 0010。

✧ PIN_TYPE_ANALOG：模拟引脚，0x1000 0000。

PinConfigSet（）的声明在pin.h中，代码在pin.c中。

功能：设置引脚模式。

参数说明：

● ulPin：引脚号，PIN_01～64，在pin.h中定义。

● ulPinMode：引脚模式，PIN_MODE_0为GPIO模式。

PinModeSet（）的声明在pin.h中，代码在pin.c中。

② 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，运行上述函数，然后退出函数，返回到PinMuxConfig（）函数的MAP_GPIODirModeSet（）语句。

（3）配置GPIO方向GPIODirModeSet（）。

① 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 ，进入GPIODirModeSet（）函数，如图3.9所示。

功能：配置GPIO方向。

参数说明：

● ulPort：GPIO端口基地址，在hw_memmap.h中定义。

● ucPins：引脚位权，4个GPIO组（GPIOA0～3）中8个GPIO的引脚位权从低到高依次为0x01、0x02、0x04、0x08、0x10、0x20、0x40和0x80。

● ulPinIO：GPIO引脚方向，包括下列值。

✧ GPIO_DIR_MODE_IN：输入，0x0000 0000。

✧ GPIO_DIR_MODE_OUT：输出，0x0000 0001。

GPIODirModeSet（）的声明在gpio.h中，代码在gpio.c中。

② 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，运行上述函数，然后退出函数，返回到PinMuxConfig（）函数的MAP_PinTypeGPIO（）语句。

③ 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，对其他引脚进行配置，然后退出函数，返回main（）函数的GPIO_IF_LedConfigure（）语句。

3.LED操作

LED操作主要包括下列内容。

● 配置LED：GPIO_IF_LedConfigure（）。

● 熄灭LED：GPIO_IF_LedOff（）（GPIOPinWrite（））。

● 点亮LED：GPIO_IF_LedOn（）（GPIOPinWrite（））。

程序代码在gpio_if.c中，其中调用了相应的GPIO API函数，主要是GPIOPinWrite（），和GPIOPinWrite（）对应的是GPIOPinRead（）。

（1）配置LED函数GPIO_IF_LedConfigure（）。

① 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 ，进入GPIO_IF_LedConfigure（）。

功能：配置LED。

参数说明：ucPins表示引脚定义。

GPIO_IF_LedConfigure（）通过调用GPIO_IF_GetPortNPin（）获得LED使用GPIO的端口基地址和引脚位权，用于后续的LED操作。

② 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 三次，进入GPIO_IF_GetPortN Pin（），如图3.10所示。

功能：根据引脚名称号获取端口基地址和引脚位权。

参数说明：

● ucPin：引脚名称号，GPIO0～39。

●*puiGPIOPort：GPIO端口基地址指针，端口基地址通过数组ulReg[]获得，数组下标是引脚名称号ucPin整除8，取值为0～4，对应GPIOA0～4。

●*pucGPIOPin：GPIO引脚位权指针，引脚位权是1左移0～7位，左移位数是引脚名称号ucPin余除8，取值为0～7，对应GPIOAx.0～7。

③ 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 两次，获取端口基地址和对应的引脚位权，然后退出函数，返回main（）函数的GPIO_IF_LedOff（）语句。

（2）熄灭LED函数GPIO_IF_LedOff（）。

① 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 ，进入GPIO_IF_LedOff（）。

功能：熄灭LED。

参数说明：ledNum，LED标识，MCU_ALL_LED_IND表示红黄绿3个LED。

GPIO_IF_LedOff（）通过调用GPIO_IF_Set（）熄灭LED。

② 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 三次，进入GPIO_IF_Set（）。

功能：根据引脚名称号、端口基地址和引脚位权设置GPIO引脚的值。

参数说明：

● ucPin：引脚名称号，GPIO0～31。

● uiGPIOPort：GPIO端口基地址。

● ucGPIOPin：GPIO引脚位权。

● ucGPIOValue：GPIO引脚值，0或1对于CC3200 LaunchPad，0表示LED熄灭，1表示LED点亮。

GPIO_IF_Set（）通过调用GPIO API函数GPIOPinWrite（）对GPIO引脚进行写操作。

（3）写GPIO引脚GPIOPinWrite（）。

① 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 三次，进入 GPIOPinWrite（），如图3.11所示。

功能：根据端口基地址和引脚位权写GPIO引脚。

参数说明：

● ulPort：GPIO端口基地址。

● ucPins：GPIO引脚位权，4个GPIO组（GPIOA0～3）中8个GPIO的引脚位权从低到高依次为0x01、0x02、0x04、0x08、0x10、0x20、0x40和0x80。

● ucVal：GPIO引脚值。

GPIOPinWrite（）的声明在gpio.h中，代码在gpio.c中。

和写GPIO引脚GPIOPinWrite（）对应的读GPIO引脚GPIOPinRead（）的函数格式为

功能：根据端口基地址和引脚位权读GPIO引脚。

参数说明：

● ulPort：GPIO端口基地址。

● ucPins：GPIO引脚位权。

返回值：GPIO引脚值。

GPIOPinRead（）的声明在gpio.h中，代码在gpio.c中。

② 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，运行写GPIO引脚，开发板上的绿LED熄灭，然后退出GPIOPin Write（）函数，返回GPIO_IF_Set（）函数。

③ 再单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，退出GPIO_IF_Set（）函数，返回GPIO_IF_LedOff（）函数的第二条GPIO_IF_Set（）语句。

④ 单击调试工具栏中的“Step Over”（单步跨越）按钮 ，运行第二条 GPIO_IF_Set（）语句，开发板上的黄LED熄灭。

⑤ 再单击调试工具栏中的“Step Over”（单步跨越）按钮 ，运行第三条GPIO_IF_Set（）语句，开发板上的红LED熄灭（默认已熄灭）。

⑥ 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，退出GPIO_IF_LedOff（）函数，返回main（）函数的LEDBlinkyRoutine（）语句。

（4）LED闪烁LEDBlinkyRoutine（）。LED闪烁通过延时熄灭LED和延时点亮LED实现。

① 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 ，进入 LEDBlinkyRoutine（）函数，如图3.12所示。

② 单击调试工具栏中的“Step Over”（单步跨越）按钮 ，运行 GPIO_IF_LedOff（）和UtilsDelay（）。

③ 单击调试工具栏中的“Step Into”（单步进入）按钮 ，进入GPIO_IF_LedOn（）。

功能：点亮LED。

参数说明：ledNum，LED标识，包括下列值。

● MCU_RED_LED_GPIO：红LED。

● MCU_ORANGE_LED_GPIO：黄（橙）LED。

● MCU_GREEN_LED_GPIO：绿LED。

GPIO_IF_LedOn（）也通过调用GPIO_IF_Set（）和GPIO API GPIOPinWrite（）点亮LED。

注意：GPIO_IF_LedOn（）和GPIO_IF_LedOff（）都通过调用GPIO_IF_Set（）设置LED，但调用GPIO_IF_Set（）的第4个参数ucGPIOValue的值不同。

④ 单击调试工具栏中的“Step Return”（单步返回）按钮 ，运行GPIO_IF_LedOn（）语句，开发板上的红LED点亮。

⑤ 单击调试工具栏中的“Step Over”（单步跨越）按钮 两次，运行 UtilsDelay（）和GPIO_IF_LedOff（）语句，开发板上的红LED熄灭。

⑥ 单击调试工具栏中的“Step Over”（单步跨越）按钮 两次，运行 UtilsDelay（）和GPIO_IF_LedOn（）语句，开发板上的黄LED点亮。

⑦ 单击调试工具栏中的“Step Over”（单步跨越）按钮 两次，运行 UtilsDelay（）和GPIO_IF_LedOff（）语句，开发板上的黄LED熄灭。

⑧ 单击调试工具栏中的“Resume”（运行）按钮 运行程序，开发板上的3个LED循环闪烁。

⑨ 单击调试工具栏中的“Terminate”（结束）按钮 ，结束调试返回编辑界面。

综上所述，Blinky项目使用的API函数如表3.1所示。

3.1.2 GPIO使用简介

GPIO的使用主要包括引脚复用配置和GPIO读写操作等。

1.引脚复用配置

引脚复用配置包括允许GPIO时钟PRCMPeripheralClkEnable（）、配置GPIO引脚类型PinTypeGPIO（）和配置GPIO引脚方向GPIODirModeSet（），API声明如下。

PinTypeGPIO（）的ulPin参数与GPIODirModeSet（）的ulPort和ucPins参数的关系为：首先根据ulPin（引脚号）从附录C中找到对应的引脚名称号，然后根据引脚名称号确定ulPort（端口基地址）和ucPins（引脚位权），参见GPIO_IF_GetPortNPin（）内容。

例如，PIN_01对应的引脚名称是GPIO10，GPIO10是第2组的第3个引脚，所以引脚的端口基地址是GPIOA1_BASE，引脚位权是2 ^3-1 =4，参见PinMuxConfig（）内容。

GPIODirModeSet（）的ulPinIO参数包括下列值。

● GPIO_DIR_MODE_IN：输入，0x0000 0000。

● GPIO_DIR_MODE_OUT：输出，0x0000 0001。

2.GPIO读写操作

GPIO读写操作分别使用读GPIO引脚GPIOPinRead（）和写GPIO引脚GPIOPinWrite（）实现，API声明如下。

3.1.3 按键控制LED闪烁时间程序设计

在GPIO示例程序的基础上稍加修改，可以用按键控制LED的闪烁时间，同时直接使用GPIO API对GPIO进行操作，具体步骤如下。

1.修改PinMuxConfig（）函数

在pinmux.c文件的PinMuxConfig（）函数中添加下列语句，实现按键接口的配置。

2.修改main（）函数

修改main（）函数的内容如下。

运行程序，3个LED延时闪烁。按下SW3，3个LED闪烁延时时间逐遍缩短，闪烁8次后，延时时间最短。按下SW2，3个LED闪烁延时时间逐遍加长，闪烁8次后，延时时间恢复到最长。因为主程序采用查询方式检测按键，3个LED闪烁一遍后按键才能再起作用，所以按键反应比较迟钝。为了及时响应按键操作，可以采用中断方式检测按键。

3.1.4 PinMux使用介绍

如果开发板上的用户按键和用户LED使用的GPIO引脚与CC3200 LaunchPad不同，例如，两个用户按键使用GPIO7和GPIO8，3个用户LED分别使用GPIO22、GPIO28和GPIO30，可以像3.1.3节中”修改PinMuxConfig（）函数”一样直接修改PinMuxConfig（）函数的内容，但TI强烈建议使用CC3200引脚复用实用工具PinMux获得需要的引脚配置。

1.用PinMux生成引脚复用配置文件

（1）打开TI Pin Mux Tool，选择CC3200器件，单击“Start”按钮，如图3.13所示。

（2）单击“Available Peripherals”（可用外设）下“GPIO”右边的加号“+”添加“My GPIO 1”，单击“My GPIOs”下的“GPIO Signals”（GPIO信号），消除所有信号引脚前的对号（不选择所有信号），如图3.14所示。

（3）单击“GPIO07”和“GPIO08”，选择这两个输入引脚；单击“GPIO22”、“GPIO28”和“GPIO30”，选择这三个输出引脚，并单击信号右边的“Output”（输出）项，如图3.15所示。

（4）单击“Generate”（生成）按钮，打开“浏览文件夹”对话框，浏览到“D：\TI\CC3200 SDK_1.1.0\example\blinky”文件夹，如图3.16所示。

（5）单击“确定”按钮，在“blinky”文件夹生成下列4个文件。

● pin_mux_config.c：引脚复用配置源文件。

● pin_mux_config.h：引脚复用配置头文件。

● rom_pin_mux_config.c：ROM引脚复用配置源文件。

● summary.csv：引脚复用配置表。

（6）关闭Pin Mux，单击“Yes”（是）。

2.替换引脚复用配置文件

（1）在CCS的“Project Explorer”视图中右击blinky项目下的“pinmux.c”，在弹出菜单中单击“Delete”（删除）将pinmux.c从项目中删除，在弹出对话框中单击“OK”按钮确认删除。

（2）在CCS的“Project Explorer”视图中右击“blinky [Active-Release]”，在弹出菜单中单击“Add Files…”（添加文件），选择rom_pin_mux_config.c，在弹出对话框“File Operation”（文件操作）中选择“Copy files”（复制文件），单击“OK”按钮，将rom_pin_mux_config.c添加到项目中，如图3.17所示。

（3）重复步骤（1）和步骤（2），将pinmux.h替换为pin_mux_config.h。

（4）将main.c中包含的头文件名pinmux.h修改为pin_mux_config.h。 TDtobOGptZnDj36SAlrinaBPy9DDKfirTw3v3L3oCZFB8kIcbZyWV38yLB8C0hls