使用迅為IMX6ULL開發板第一個匯編實驗（一）

落風

通過第五章我們對 ARM 匯編語法有了初步的認識，在本章我們開始使用會念編寫我們的第一個匯編實
驗，在開發版的額眾多外設里面，原理最簡單，最適合初學者入門的就是 gpio 的驅動，在我們的開發板上
板載了一個 led 發光二極管，他的實現原理就是通過 gpio 來控制 led 的亮滅（控制 gpio 輸出高低電平）。
9 91 .1  i.MX6ULL  GPIO 分析 分析
i.MX6 ULL 終結者開發板使用的 cpu 是 I.MX6ULL，該 cpu 的參考手冊我們放到了光盤目錄的“i.MX6UL 終結
者光盤資料\03_開發板硬件資料\02_芯片資料\1、I.MX6ULL 芯片資料.zip ”壓縮包里面，如下圖所示：

打開該手冊的 32 章節“Chapter 32 IOMUX Controller (IOMUXC)”，我們看到 32 章節的目錄如下圖所示：

圖中的“IOMUXC_SW_MUC_CTL_PAD_GPIO1_IO00”就是 GPIO 的命名。其命名格式是

“IOMUXC_SW_MUC_CTL_PAD_XX_XX”，其中的 XX_XX 就是 GPIO 的命名。例如：JTAG_MOD，GPIO1_IO00，

UART4_TX_DATA 等。I.MX6ULL 的 GPIO 命名是根據 IO 所擁有的功能來命名的，比如我們看到 GPIO1_IO00，

就可以知道這個是 GPIO 功能，看到 UART4_TX_DATA 就知道這個是串口 4 的發送功能。在參考手冊的 32 章

節列出了 i.MX6 ULL 的所有 IO 引腳，我們可以看到具有 GPIO 功能的引腳只有“GPIO1_IO00~GPIO1_IO09”

這 10 路 GPIO，實際上 i.MX6 ULL 的 IO 口都是具有復用功能的（一個 IO 口可以配置成好幾種功能，如果不

做配置，會有一種默認的功能）。下面我們看看 i.MX6 ULL 的 IO 引腳復用功能。

我們以“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00”這個 IO 為例，打開手冊的 32.6.7（1568 頁）如下圖所示

上圖可以看到該 IO 對應的配置寄存器“SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00”，寄存器地址是 0X20E005C，

寄存器為 32 位，其中的 bit0-bit3（MUX_MODE）這四位是設置 IO 引腳復用功能的。從表中我們可以看到

GPIO1_IO00 有 9 種復用功能，分別對應 ALT0-ALT8，其中 ALT5 就是作為 GPIO1_IO00，如下圖所示：

從上圖中我們可以看到 GPIO1_IO00 這個引腳還可以配置成 ENET2_REF_CLK2，I2C2_SDA 等功能，這就是 IO

的復用功能。

下面我們再來看下“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA”這個 IO 引腳。這個引腳的描述在 32.6.29

章節（1590 頁），如下圖所示：

從上圖可以看到該引腳可以復用成 7 種不同的模式。其中 ALT5（0101）表示可以復用為 GPIO1_IO28。
所以我們可以看到 i.MX6 ULL 的 GPIO 不止 GPIO1_IO00-GPIO1_IO09 這 10 個，其它的 IO 也可以復用為 GPIO。
在第四章節我們可以看到 i.MX6 ULL 的 GPIO 一共有 5 組：GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4、GPIO5，其中 GPIO1
有 32 個 IO（IO0-IO31），GPIO2 有 22 個 IO（IO0-IO21），GPIO3 有 29 個 IO（IO0-IO28），GPIO4 有 29個 IO（IO0-IO28），GPIO5 有 12 個 IO（IO0-IO11），這樣 i.MX6 ULL 一共有 124 個 GPIO。如果我們想要
查看每個 IO 能復用成什么功能，可以查看第 4 章，如果我們要設置某個 IO 的功能，需要查看第 32 章。
9 92 .2  IO 引腳配置 引腳配置
IO 引腳的配置我們需要參考第 32 章節，在 9.1 章節我們看到每個 IO 都有一個“SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX”
的寄存器，例如 SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00。該寄存器在 6.1 章節我們介紹了，主要是用來配置 IO 引腳
的模式。然后我們在該章節看到還有一個“SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX”的寄存器，例如
“SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00”寄存器，如下圖所示：

從上圖可以看到 SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00 寄存器的地址是 0X20E02E8，他也是一個 32 位的寄存器，我
們可以看到改寄存器按照位劃分成了幾種功能設置，如下：
HYS（bit16）：用來使能遲滯比較器，當 IO 作為輸入功能的時候有效，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的話可以使能此位。此位為 0 的時候禁止遲滯比較器，為 1 的
時候使能遲滯比較器。PUS（bit15-bit14）用來設置上下拉電阻的。
PUE（bit13）當 IO 作為輸入的時候，這個位用來設置 IO 使用上下拉還是狀態保持器。狀態保持器在 IO 作
為輸入的時候才有用，當外部電路斷電以后此 IO 口可以保持住以前的狀態。
PKE（bit12）用來使能或者禁止上下拉/狀態保持器功能。
ODE（bit11）IO 作為輸出的時候，此位用來禁止或者使能開路輸出。
SPEED（bit7-bit6）當 IO 用作輸出的時候，此位用來設置 IO 速度。
DSE（bit5-bit3）當 IO 用作輸出的時候用來設置 IO 的驅動能力。
SRE（bit0）設置壓擺率。
9 93 .3  GPIO 配置 配置
在 9.1 和 9.2 章節我們介紹了這兩個寄存器“SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX”和“SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX”
用來配置 IO 引腳，在本章我們來學習一下 GPIO 功能的配置（GPIO 屬于 IO 引腳中的一種復用功能）。比如
GPIO1_IO00 這個 IO 可以復用為 I2C2_SCL、ENET1_REF_CLK1、GPIO1_IO00、WDOG3_WDOG_B 等 9 種復用功能，
GPIO1_IO00 只是其中的一種，具體配置成哪種復用功能，需要看下我們的硬件設計中這個 IO 是作為哪種功
能來設計的。如果我們把該引腳用來控制 LED 發光二極管，那我們的程序就要把這個 IO 配置成 GPIO 模式，
然后我們還需要對 GPIO 的功能進行配置，我們可以參考手冊的第 28 章“General Purpose Input/Output
(GPIO)”。在該章節我們可以看到 GPIO 的結構如下圖所示所示：

在上圖中我們可以看到兩個地方用紅色方框標注了（1、2），其中 1 處里面有兩個寄存器，這就是我
們 6.2 章節介紹的配置 IO 復用和 IO 功能屬性的寄存器。2 處表示當 IO 作為 GPIO 使用的時候，需要配置的
寄存器（共有 8 個），分別是：GPIO.DR、GPIO.GDIR、GPIO.PSR、GPIO.ICR1、GPIO.ICR2、GPIO.EDGE_SEL、
GPIO.IMR、GPIO.ISR，前面 6.2 章節我們介紹了 i.MX6 ULL 一共有 5 組 GPIO，每組 GPIO 分別有這 8 個寄存
器，下面我們分別看下這些寄存器：
首先是 GPIOx_DR 寄存器，如下圖所示：

此寄存器是數據寄存器，32 位，每一位對應一個 GPIO，當 GPIO 配置成輸出以后，向對應的位寫 1，GPIO
就會輸出高電平，寫 0，GPIO 就會輸出低電平。如果 GPIO 設置成輸入，那讀取這個寄存器對應的位，就可
以獲取到對應 GPIO 的狀態（0 或 1）。
然后是 GPIOx_GDIR 寄存器，如下圖所示：

該寄存器也是 32 位的，每一位對應一個 GPIO，該寄存器是用來設置 GPIO 是輸入還是輸出的。（對應
的位設置成 0，對應的 GPIO 設置成輸入模式；對應的位設置成 1，對應的 GPIO 就配置成輸出模式了）。
然后是 GPIOx_PSR 寄存器，如圖 6.3.4 所示：

該寄存器也是 32 位的，每一位對應一個 GPIO，該寄存器是用來讀取對應 GPIO 的狀態（高低電平）。
然后是 GPIOx_ICR1 寄存器，如下圖所示：

該寄存器是中斷控制寄存器，每組 GPIO 最多有 32 個 GPIO，該寄存器用來配置低 16 個 GPIO，此寄存
器是 32 位的，每兩位表示一個 GPIO，這兩位用來配置中斷的觸發方式：
00 低電平出發
01 高電平觸發
10 上升沿觸發
11 下降沿觸發
以 GPIO1_IO3 為例，如果設置成高電平觸發，GPIO1.ICR1=1<<6。
然后是 GPIOx_ICR2 寄存器，如下圖所示：

該寄存器也是中斷控制寄存器，每組 GPIO 最多有 32 個 GPIO，該寄存器用來配置高 16 個 GPIO，此寄
存器是 32 位的，每兩位表示一個 GPIO，這兩位用來配置中斷的觸發方式：
00 低電平出發
01 高電平觸發
10 上升沿觸發
11 下降沿觸發
以 GPIO1_IO7 為例，如果設置成高電平觸發，GPIO1.ICR1=1<<2。
然后是 GPIOx_IMR 寄存器，如下圖所示：

該寄存器是中斷屏蔽寄存器，每一位對應一個 GPIO，如果使能某個 GPIO 的中斷，那么設置這個寄存器
對應的位為 1 即可。如果禁止某個 GPIO 的中斷，那么設置這個寄存器的對應位為 0。
然后是 GPIOx_ISR 寄存器，如下圖所示：

該寄存器是中斷狀態寄存器，共有 32 位，每位對應一個 gpio，只要某個 GPIO 的中斷產生，那么對應
的位就會被置 1，我們可以通過讀取該寄存器來判斷 GPIO 的中斷是否產生了。當我們處理完中斷后，必須
要清除對應的中斷標志位（像該寄存器相應的位寫 1，就是清除中斷標志位）。
然后是 GPIOx_EDGE_SEL，如下圖所示：

該寄存器用來設置邊沿中斷，這個寄存器會覆蓋 ICR1 和 ICR2 的設置，同樣一個 GPIO 對應一位。相應
的位被置 1，那么就相當于設置了對應的 GPIO 是上升沿和下降沿(雙邊沿)觸發。
至此關于 GPIO 的所有寄存器我們就介紹完了。

其他部分關注：使用迅為IMX6ULL開發板第一個匯編實驗（二）更多內容關注公眾號：迅為電子