一、概念介绍

GPIO: General-purpose input/output，通用的输入输出口。

1.1 GPIO模块一般结构

有多组GPIO，每组有多个GPIO
使能：电源/时钟
模式(Mode)：引脚可用于GPIO或其他功能
方向：引脚Mode设置为GPIO时，可以继续设置它是输出引脚，还是输入引脚
数值：对于输出引脚，可以设置寄存器让它输出高、低电平

对于输入引脚，可以读取寄存器得到引脚的当前电平

1.2 GPIO寄存器操作

芯片手册一般有相关章节，用来介绍：power/clock，可以设置对应寄存器使能某个GPIO模块(Module)，有些芯片的的GPIO是没有使能开关的，即它总是使能的

一个引脚可以用于GPIO、串口、USB或其他功能，有对应的寄存器来选择引脚的功能

对于已经设置为GPIO功能的引脚，有方向寄存器用来设置它的方向：输出、输入
对于已经设置为GPIO功能的引脚，有数据寄存器用来写、读引脚电平状态

1.3 GPIO不同单板操作流程图

1.4 GPIO寄存器的2种操作方法：

本节后文3.1.2重复提及，不过此处更为详细，方便理解

原则：不能影响到其他位

1.4.1 直接读写：读出、修改对应位、写入

要设置bit n：

val = data_reg;
val = val | (1<<n);
data_reg = val

要清除bit n：

val = data_reg;
val = val & ~(1<<n)
data_reg = val;

1.4.2 set-and-clear protocol：（高效）

set_reg, clr_reg, data_reg 三个寄存器对应的是同一个物理寄存器,

要设置bit n：set_reg = (1<<n);

要清除bit n：clr_reg = (1<<n);

（视频笔记）

二、IMX6ULL的GPIO操作方法

2.1 GPIO的其他功能：防抖动、中断、唤醒

后续章节再介绍

2.2 IMX6ULL的GPIO操作方法

CCM: Clock Controller Module (时钟控制模块)

IOMUXC : IOMUX Controller，IO复用控制器

GPIO: General-purpose input/output，通用的输入输出口

就根据这些常用的寄存器，拿到芯片手册可以直接查找相应的寄存器来设置所需要的GPIO

2.3 IMX6ULL的GPIO模块结构

参考资料：网盘开发板配套资料“06_Datasheet（数据手册）/Core_board/CPU/IMX6ULLRM.pdf”中《Chapter 28: General Purpose Input/Output (GPIO)》。

有5组GPIO（GPIO1～GPIO5），每组引脚最多有32个，但是可能实际上并没有那么多。

GPIO1有32个引脚：GPIO1_IO0~GPIO1_IO31；

GPIO2有22个引脚：GPIO2_IO0~GPIO2_IO21；

GPIO3有29个引脚：GPIO3_IO0~GPIO3_IO28；

GPIO4有29个引脚：GPIO4_IO0~GPIO4_IO28；

GPIO5有12个引脚：GPIO5_IO0~GPIO5_IO11；

GPIO的控制涉及4大模块：CCM、IOMUXC、GPIO模块、本身，框图如下：

关于上图的使用及相关寄存器的使用，可以看链接：https://blog.csdn.net/u010168781/article/details/77855666

2.3.1 CCM用于设置是否向GPIO模块提供时钟

参考资料：网盘开发板配套资料“06_Datasheet（数据手册）/Core_board/CPU/IMX6ULLRM.pdf”芯片手册《Chapter 18: Clock Controller Module (CCM)》。

在原理图中找到引脚号后，在CCM的寄存器中寻找相应寄存器对其GPIO组进行是时钟使能

GPIOx要用CCM_CCGRy寄存器中的2位来决定该组GPIO是否使能。哪组GPIO用哪个CCM_CCGR寄存器来设置，请看下表。

GPIO组	所对应的CCM_CCGR寄存器
GPIO1	CCM_CCGR1
GPIO2	CCM_CCGR0
GPIO3	CCM_CCGR2
GPIO4	CCM_CCGR
GPIO5	CCM_CCGR1

CCM_CCGR寄存器中某2位的取值含义如下：

① 00：该GPIO模块全程被关闭

② 01：该GPIO模块在CPU run mode情况下是使能的；在WAIT或STOP模式下，关闭

③ 10：保留

④ 11：该GPIO模块全程使能

GPIO2时钟控制：

GPIO1、GPIO5时钟控制：

GPIO3时钟控制：

GPIO4时钟控制：

2.3.2 IOMUXC：引脚的模式(Mode、功能)

参考资料：芯片手册《Chapter 32: IOMUX Controller (IOMUXC)》。

对于某个/某组引脚，IOMUXC中有2个寄存器用来设置它：

① 选择功能：

IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_<PADNAME> ：Mux pad xxx，选择某个pad的功能

IOMUXC_SW_MUX_CTL_GRP_<GROUP NAME>：Mux grp xxx，选择某组引脚的功能

某个引脚，或是某组预设的引脚，都有8个可选的模式(alternate (ALT) MUX_MODE)。

比如：

注意：IMX6ULL中存Daisy chain的问题，多个引脚可以同时驱动一个模块，所以还需要再进行一次复用选择。

② 设置上下拉电阻等参数：

IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_<PAD_NAME>：pad pad xxx，设置某个pad的参数

IOMUXC_SW_PAD_CTL_GRP_<GROUP NAME>：pad grp xxx，设置某组引脚的参数

比如：

2.3 GPIO模块内部

框图如下：

我们暂时只需要关心3个寄存器：

2.3.1 GDIR

① GPIOx_GDIR：设置引脚方向，每位对应一个引脚，1-output，0-input

2.3.2 DR

② GPIOx_DR：设置输出引脚的电平，每位对应一个引脚，1-高电平，0-低电平

2.3.3 PSR

③ GPIOx_PSR：读取引脚的电平，每位对应一个引脚，1-高电平，0-低电平

三、怎么编程GPIO

3.1 读GPIO

翻译一下：

① 设置CCM_CCGRx寄存器中某位使能对应的GPIO模块 // 默认是使能的，上图省略了

② 设置IOMUX来选择引脚用于GPIO

③ 设置GPIOx_GDIR中某位为0，把该引脚设置为输入功能

④ 读GPIOx_DR或GPIOx_PSR得到某位的值（读GPIOx_DR返回的是GPIOx_PSR的值）

3.2 写GPIO