目錄

手冊對應章節

1.GPIO 復用（引腳功能選擇）- IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_xxx

2.GPIO 電氣特性 - IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_xxx

3.GPIO 數據與控制寄存器

3.1.數據 - DR

3.2.輸入/輸出選擇 - GDIR

3.3.狀態 - PSR

3.4.中斷觸發控制 - ICR

3.5.中斷使能 - IMR

3.6.中斷狀態 - ISR

3.7.邊沿中斷 - EDGE_SEL

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手冊對應章節

// GPIO：28 General Purpose Input/Output (GPIO)
// IOMUX：32 IOMUX Controller (IOMUXC)

IMX 提供了多個 GPIO 組，每個 GPIO 組包含多個 GPIO 接口（IO0~IOx），這些接口用于連接 Ethernet、SPI 等

IO 接口可以用于不同的模塊，但其數量有限，因此不可避免的需要進行 IO 復用，即多個設備通過 PAD 連接在一個 IO 接口上，IMX 通過 IOMUXC（IOMUX Controller）控制 GPIO 復用

1.GPIO 復用（引腳功能選擇）- IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_xxx

以 GPIO1 組中的 IO03 為例：

IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 寄存器控制 GPIO1_IO03 引腳的功能復用：

該寄存器包含兩個字段，其功能如下：

• SION[4]：Software Input On，強制引腳功能為 GPIO1_IO03（可通過軟件設置，忽略該引腳的功能復用）：

  • 1：使能，引腳功能強制為 GPIO1_IO03，從而忽略 MUX_MODE 配置的功能復用；

  • 0：禁用，引腳功能由 MUX_MODE 字段定義；

• MUX_MODE[3:0]：MUX Mode Select，設置引腳功能：

  • 0b0000：ALT0，i2c1 模塊的 I2C1_SDA 引腳；

  • 0b0001：ALT1，gpt1 模塊的 GPT1_COMPARE3 引腳；

  • 0b0010：ALT2，usb 模塊的 USB_OTG2_OC 引腳；

  • 0b0100：ALT4，usdhc1 模塊的 USDHC1_CD_B 引腳；

  • 0b0101：ALT5，gpio1 模塊的 GPIO1_IO03 引腳；

  • 0b0110：ALT6，ccm 模塊的 CCM_DI0_EXT_CLK 引腳；

  • 0b0111：ALT7，src 模塊的 SRC_TESTER_ACK 引腳；

  • 0b1000：ALT8，uart1 模塊的 UART1_RX 引腳；

注意：當 SION 位置 1 后，引腳功能會被強行設置為 GPIO1_IO03，此時通過 MUX_MODE 設置引腳功能無效

2.GPIO 電氣特性 - IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_xxx

IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_xxx 寄存器控制引腳的電氣特性，以 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 為例：

寄存器中各字段的含義如下：

• HYS[16]：Hyst. Enable，使能遲滯比較器，當 IO 作為輸入功能時有效，用于設置輸入接收器的施密特觸發器是否使能，如果需要對輸入波形進行整形可以使能此位：

  • 1：HYS_0_Hysteresis_Disabled，禁用施密特觸發器；

  • 0：HYS_1_Hysteresis_Enabled，使能施密特觸發器；

• PUS[15:14]：Pull Up / Down Config，上拉/下拉電阻設置：

  • 00：PUS_0_100K_Ohm_Pull_Down，100K 下拉；

  • 01：PUS_1_47K_Ohm_Pull_Up，47K 上拉；

  • 10：PUS_2_100K_Ohm_Pull_Up，100K 上拉；

  • 11：PUS_3_22K_Ohm_Pull_Up，22K 下拉；

• PUE[13]：Pull / Keep Select，上拉/下拉 or 狀態保持器，當 IO 作為輸入時，用于設置 IO 使用上拉/下拉還是狀態保持器控制引腳：

  • 0：PUE_0_Keeper，狀態保持器；

  • 1：PUE_1_Pull，上拉/下拉；

  • 注意：狀態保持器在 IO 作為輸入時有效，當外部電路斷電后此 IO 口可以保持住以前的狀態；

• PKE[12]：Pull / Keep Enable，是否使能狀態保持器：

  • 0：PKE_0_Pull_Keeper_Disabled，禁用；

  • 1：PKE_1_Pull_Keeper_Enabled，使能；

  • 狀態保持器的作用是持續輸出設定的電平，而非脈沖信號，例如，引腳配置輸出高電平，同時使用了狀態保持器，觸發引腳輸出后，引腳將持續輸出高電平，而非一個高電平脈沖；

• ODE[11]：Open Drain Enable，開漏輸出使能：

  • 0：ODE_0_Open_Drain_Disabled，禁用開漏輸出；

  • 1：ODE_1_Open_Drain_Enabled，使能開漏輸出；

• SPEED[7:6]：Speed，設置 IO 口的速率：

  • 00：SPEED_0_low_50MHz_，低速率 50MHz；

  • 01：SPEED_1_medium_100MHz_，中等速率 100MHz；

  • 10：SPEED_2_medium_100MHz_，中等速率 100MHz；

  • 11：SPEED_3_max_200MHz_，高速率 200MHz；

• DSE[5:3]：Drive Strength，設置 IO 口的驅動能力：

  • 000：DSE_0_output_driver_disabled_，禁用輸出驅動；

  • 001：DSE_1_R0_260_Ohm___3_3V__150_Ohm_1_8V__240_Ohm_for_DDR_，3.3V 下 R0 是 260Ω，R0，1.8V 時 R0 為 150Ω，接 DDR 時 R0 為 240Ω；

  • 010：DSE_2_R0_2，R0/2；

  • 011：DSE_3_R0_3，R0/3；

  • 100：DSE_4_R0_4，R0/4；

  • 101：DSE_5_R0_5，R0/5；

  • 110：DSE_6_R0_6，R0/6；

  • 111：DSE_7_R0_7，R0/7；

• SRE[0]：Slew Rate，設置壓擺率，壓擺率就是 IO 電平跳變所需的時間，比如從 0 到 1 需要多少時間，時間越小波形越陡，說明壓擺率越高，反之，時間越大波形越緩，壓擺率越低，如果產品要過 EMC 則可以使用較低的壓擺率，因為波形緩和，如果使用 IO 做高速通信則可以使用高壓擺率：

  • 0：SRE_0_Slow_Slew_Rate，低壓擺率；

  • 1：SRE_1_Fast_Slew_Rate，高壓擺率；

3.GPIO 數據與控制寄存器

每個 GPIO 組都有對應的數據和控制寄存器，用于操作該 GPIO 組內的每個 GPIO 引腳，以 GPIO1 組為例：

3.1.數據 - DR

其中，GPIOx_DR 寄存器用于控制該 GPIO 組內具體引腳的輸出值、以及該 GPIO 組內引腳讀取到的輸入值：

每個 GPIO 組最多可擁有 32 個引腳，這些引腳可以配置為輸入引腳或輸出引腳

GPIOx_DR 寄存器的每一位都對應于該 GPIO 組內的一個引腳，當引腳配置為輸出模式后，向對應的位寫 1 就可以控制該引腳輸出高/低電平，當引腳被配置為輸入模式后，讀取對應的位即可獲得該引腳讀取到的電平值，例如，要設置 GPIO1_IO03 輸出高電平，則需要設置 GPIO1.DR = 0x8，當 GPIO1_IO03 引腳接地的話，則 GPIO1.DR 寄存器 bit-4 的值為 0，若 GPIO1_IO03 配置為輸入引腳，則讀取 GPIO1.DR 寄存器的 bit-4 即可獲取該引腳目前的電平

3.2.輸入/輸出選擇 - GDIR

當 GPIO 組中某個引腳的功能選擇為通用 GPIO 后（通過 IOMUX Controller），通過 GPIOx_GDIR 寄存器設置該 GPIO 組中，各引腳為輸入模式還是輸出模式：

• 0：INPUT，引腳配置為輸入引腳；

• 1：OUTPUT，引腳配置為輸出引腳；

同樣的，GPIOx_GDIR 寄存器中的每一位對應該 GPIO 組內的一個引腳，例如，GPIO1_GDIR 的 bit-4 對應 GPIO1_IO03

3.3.狀態 - PSR

GPIOx_PSR 寄存器為只讀寄存器，其每個位對應該 GPIO 組內的一個引腳：

讀取對應的位即讀取該引腳當前的電平狀態，其功能與 GPIOx_DR 讀取輸入引腳的功能一樣，其區別在于，GPIOx_PSR 只會在訪問該寄存器時才會讀取引腳的輸入值

3.4.中斷觸發控制 - ICR

GPIOx_ICR1 寄存器控制 GPIO 組內 0~15 引腳的中斷觸發信號：

GPIOx_ICR2 寄存器控制 GPIO 組內 16~31 引腳的中斷觸發信號：

每個引腳對應兩個位，控制中斷為高/低電平、上升沿/下降沿觸發：

• 00：LOW_LEVEL，低電平觸發；

• 01：HIGH_LEVEL，高電平觸發；

• 10：RISING_EDGE，上升沿觸發；

• 11：FALLING_EDGE，下降沿觸發；

以 GPIO1_IO15 為例，如果要設置 GPIO1_IO15 為上升沿觸發中斷，則應該設置 GPIO1.ICR1 = 2 << 30， 如果要設置 GPIO1 的 IO16~31 則需要設置 ICR2 寄存器

3.5.中斷使能 - IMR

GPIOx_IMR 寄存器控制對應引腳的中斷是否使能：

• 0：MASKED，禁止該引腳觸發中斷；

• 1：UNMASKED，允許該引腳觸發中斷；

例如，要使能 GPIO1_IO00 的中斷，則應該設置 GPIO1.MIR |= 0x1

3.6.中斷狀態 - ISR

中斷狀態寄存器 GPIOx_ISR 指示對應引腳是否產生了中斷請求：

例如，如果 GPIO1_ISR 寄存器的 bit-4 為 1，則表示 GPIO1_IO03 產生了中斷信號（中斷請求）

處理完中斷后必須清除中斷標志位，清除方法是向 ISR 寄存器中相應的位寫 1（即寫 1 清零）

3.7.邊沿中斷 - EDGE_SEL

該寄存器的每一位對應該 GPIO 組內的一個引腳：

對應位置 1 后，該引腳的上升沿和下降沿（雙邊沿）均會觸發中斷請求，該寄存器中的設置會覆蓋引腳對應的 ICR 寄存器中的設置