NUC980 运行 RT-Thread 时使用 GPIO

如何使用 GPIO？

NuMaker-RTU-NUC980 板子引出的 IO 有：

分别有一个 I2C1、GPIO、SPI0、UART4，RT-Thread 中 NuMaker-RTU-NUC980 的默认工程也分别使能了这些外设：

我在想一个问题，板子上就只引出了一个 GPIO，如果我要用多几个GPIO，在这个工程的基础上，需要做些什么，需要几步？

测试工具 & 方法

这里测试硬件是这个：

板子上有 8 个LED，正极都接在一起，既共阳接法，负极接 IO 口，IO口拉低是 LED亮，拉高时 LED 灭，跟 NuMaker-RTU-NUC980 连接如下：

猜想1，一步就行了

直接当作 GPIO 使用，参考给出的代码，我写了个简单的测试程序，把板子上的 PB6、PB4、PC3、PC4、PC5、PC6、PC8、PC9直接设为输出，然后每隔一段时间翻转这些 IO，反复点亮、关闭 LED灯，查看这些 IO 是否能都被控制，这些 IO 正好覆盖了 I2C1、SPI0、UART4、GPIO，代码如下：

#include <rtconfig.h>
#include <rtdevice.h>
#include <rtthread.h>
#include <drv_gpio.h>

#define LED0    NU_GET_PININDEX(NU_PB, 6)
#define LED1   NU_GET_PININDEX(NU_PB, 4)
#define LED2   NU_GET_PININDEX(NU_PC, 3)
#define LED3   NU_GET_PININDEX(NU_PC, 4)
#define LED4   NU_GET_PININDEX(NU_PC, 5)
#define LED5   NU_GET_PININDEX(NU_PC, 6)
#define LED6   NU_GET_PININDEX(NU_PC, 8)
#define LED7   NU_GET_PININDEX(NU_PC, 9)


int test_io(int argc, char **argv)
{
    uint8_t i=0;
    rt_pin_mode(LED0, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED1, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED2, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED3, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED4, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED5, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED6, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED7, PIN_MODE_OUTPUT);

    for(i=0;i<100;i++)
    {
        rt_pin_write(LED0, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED1, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED2, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED3, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED4, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED5, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED6, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(LED7, PIN_HIGH);
        rt_thread_mdelay(200);
        rt_pin_write(LED0, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED1, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED2, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED3, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED4, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED5, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED6, PIN_LOW);
        rt_pin_write(LED7, PIN_LOW);
        rt_thread_mdelay(200);
    }
    
    return 0;
}

MSH_CMD_EXPORT(test_io, io test app);

编译运行，结果只有 GPIO PC3 对于的灯才有闪烁：

证明在目前的工程代码中是无法把这些 IO 当作 GPIO 来使用

猜想2，需要2步

因为工程中启用了跟这些 IO 的外设，把这些相关外设去掉试下，首先在配置中不启用 I2C1、SPI0、UART4，相关配置如下：

然后实现相关代码，跟第一个猜想一样，然后编译，运行，跟上一种情况一样，还是无法把其他 IO 用起来。

猜想3，需要3步

后来看了下代码，发现工程 borad目录下有这个文件 nu_pin_init.c，里面有些跟 IO 设置相关的函数，有跟 I2C1、SPI0、UART4相关部分，如下：

static void nu_pin_uart_init(void)
{
    /* UART0: GPF11, GPF12 */
    outpw(REG_SYS_GPF_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPF_MFPH) & 0xFFF00FFF) | 0x00011000);

    /* UART4: GPC9, GPC10 */
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPH) & 0xFFFFF00F) | 0x00000770);

    /* UART8: GPC12, GPC13, GPC14 */
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPH) & 0xF000FFFF) | 0x07770000);
}

static void nu_pin_spi_init(void)
{
    /* SPI0: PC[4, 8]  */
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPL, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPL) & 0xF000FFFF) | 0x05560000);
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPH) & 0xFFFFFFF0) | 0x00000005);
}

static void nu_pin_i2c_init(void)
{
    /* I2C1: PB4, PB6 */
    outpw(REG_SYS_GPB_MFPL, (inpw(REG_SYS_GPB_MFPL) & 0xF0F0FFFF) | 0x02020000);
}

void nu_pin_init(void)
{
    nu_pin_uart_init();
    nu_pin_emac_init();
    nu_pin_qspi_init();
    nu_pin_spi_init();
    nu_pin_i2c_init();
    nu_pin_can_init();

    nu_pin_usbd_init();
    nu_pin_usbh_init();
}

首先把跟 I2C1、SPI0、UART4相关部分 屏蔽了，还有两个步骤跟猜想2一样，编译运行：

其中缘由

其中缘由是，nuc980 IO 复用的问题。比如 uart4 对应得 IO口：

一个 IO 可以复用为很多功能，比如 PC9可以用作 GPIO、USRT_TXD 等，可是同一时刻只能用于一种功能，上述代码中 uart4 相关的：

outpw(REG_SYS_GPC_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPH) & 0xFFFFF00F) | 0x00000770);

看下宏定义：

/*!< GPIOC Low Byte Multiple Function Control Register */
#define    REG_SYS_GPC_MFPL     (SYS_BA+0x080) 
/*!< GPIOC High Byte Multiple Function Control Register */
#define    REG_SYS_GPC_MFPH     (SYS_BA+0x084) 

REG_SYS_GPC_MFPH　就是 IO 多功能设置寄存器：

上述代码把 REG_SYS_GPC_MFPH 中 PC9、PC10 对应的部分设置为 7，正好是设置为 uart 功能，从参考手册上得知，NUC980 的 IO 上电默认是作为 GPIO的，如果设置了其他功能就不能用做 GPIO，也就无法直接拉高拉低。如果要把这些 IO 用作 GPIO，只能把这些 IO 复用设置相关的代码去掉。

改进

RT-Thread 工程是使用宏来进行条件编译的，改进下代码，对这些 IO 设置相关的代码也加些宏，如下：

static void nu_pin_uart_init(void)
{
    #if defined(BSP_USING_UART0)
    /* UART0: GPF11, GPF12 */
    outpw(REG_SYS_GPF_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPF_MFPH) & 0xFFF00FFF) | 0x00011000);
    #endif
    #if defined(BSP_USING_UART4)
    /* UART4: GPC9, GPC10 */
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPH) & 0xFFFFF00F) | 0x00000770);
    #endif    
    #if defined(BSP_USING_UART8)
    /* UART8: GPC12, GPC13, GPC14 */
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPH) & 0xF000FFFF) | 0x07770000);
    #endif  
}

static void nu_pin_spi_init(void)
{
#if defined(BSP_USING_SPI0)
    /* SPI0: PC[4, 8]  */
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPL, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPL) & 0xF000FFFF) | 0x05560000);
    outpw(REG_SYS_GPC_MFPH, (inpw(REG_SYS_GPC_MFPH) & 0xFFFFFFF0) | 0x00000005);
#endif    

}

static void nu_pin_i2c_init(void)
{
#if defined(BSP_USING_I2C1)
    /* I2C1: PB4, PB6 */
    outpw(REG_SYS_GPB_MFPL, (inpw(REG_SYS_GPB_MFPL) & 0xF0F0FFFF) | 0x02020000);
#endif    
}

在原来的基础上做了这个改进，就可以实现 2 步使用 GPIO了：

• 实现相关程序
• 如果所使用 IO 对应的外设有使能，则关闭所使用 IO 对应的外设

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