LED——S5PV210的LED的理论与操作

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一、LED物理特性介绍

LED本身有2个接线点，一个是LED的正极，一个是LED的负极。

LED的功能就是亮或者不亮，只需要给LED的正极加电压即可点亮LED，去掉电压则熄灭。

二、X210开发板的LED硬件接法

查阅原理图，发现开发板上一共有5颗LED：D22、D23、D24、D25、D26。

其中D26的正极接5V，负极接地，因此这颗LED只要上电就会常亮，分析得知这颗LED是电源指示灯。 

剩下4颗LED的正极接3.3V，负极接了SoC上的一个引脚（GPIO），具体接法是：

D22：GPJ0_3

D23：GPJ0_4

D24：GPJ0_5

D25：PWMTOUT1(GPD0_1)  

因为D22~D25的正极已经接了3.3V，而负极接在SoC的引脚上，因此可以通过SoC中编程来控制负极的电压值。只要负极输出低电平，这样在正负极上就会有电压差，LED即可点亮。

三、S5PV210的GPIO相关的寄存器

1、GPIO的含义

GPIO是“general purpose input output”的缩写，中文意思是“通用输入输出”。

GPIO其实就是芯片的一些引脚（芯片上的引脚有些不是GPIO，只有一部分是），作为GPIO的这类引脚，其功能和特点是可以被编程控制它的工作模式，也可以编程控制它的电压高低等。

通过之前的分析可知，X210开发板在设计电路时把LED接在了GPIO上，这样一来就可以通过编程控制GPIO的模式和输入输出值来操控LED的亮灭。如果把LED接在非GPIO上那就不行。

2、GPIO相关的寄存器

要操作GPIO，必须设置它们的寄存器，关于GPIO的部分，在数据手册的Section2.2中。

查阅数据手册可知，GPJ0相关的寄存器有：

• GPJ0CON：GPJ0控制寄存器，用来配置各引脚的工作模式。
• GPJ0DAT：当引脚配置为input/output模式时，寄存器的相应位和引脚的电平高低相对应。
• GPJ0PUD：（pull up down）控制引脚内部弱上拉、下拉。
• GPJ0DRV：（driver）配置GPIO引脚的驱动能力。
• GPJ0CONPDN：低功耗模式下的控制寄存器。
• GPJ0PUDPDN：低功耗模式下的上下拉寄存器。

这里重点地说明两个主要的寄存器：GPJ0CON和GPJ0DAT。

（1）GPJ0CON寄存器

由寄存器的内容可知，GPJ0CON寄存器每4bit控制一个GPIO引脚，比如bit[31:28]控制GPJ0_7这个GPIO。

（1）GPJ0DAT寄存器

由寄存器的内容可知，当端口被配置成输入输出模式时，GPJ0DAT寄存器bit0~bit7对应着输入或者输出的值。

三、编程实践

1、实践一之点亮LED灯

第一步，操控GPJ0CON寄存器中，选中output模式。

第二步，操控GPJ0DAT寄存器，相应的位设置为0。

代码如下所示，这个实验是点亮D22、D23、D24这三个LED灯。

_start:
	// 第一步：把0x11111111写入0xE0200240(GPJ0CON)位置
	ldr r0, =0x11111111	
	ldr r1, =0xE0200240			
	str r0, [r1]
 
	// 第二步：把0x0写入0xE0200244(GPJ0DAT)位置
	ldr r0, =0x0
	ldr r1, =0xE0200244
	str r0, [r1]   // 把0写入到GPJ0DAT寄存器中，则引脚即输出低电平，LED点亮
 
// 下面两行写了一个死循环。因为裸机程序是直接在CPU上运行的，CPU会
// 逐行运行裸机程序直到CPU断电关机。如果我们的程序所有的代码都
// 执行完了CPU就会跑飞（跑飞以后是未定义的，所以千万不能让CPU
// 跑飞），不让CPU跑飞的办法就是在我们整个程序执行完后添加死循环
flag:
    b flag	

2、实践二之LED灯闪烁

代码如下所示。

#define GPJ0CON	0xE0200240
#define GPJ0DAT	0xE0200244
 
.global _start		// 把_start链接属性改为外部，这样其他文件就可以看见_start了
_start:
	// 第一步：把所有引脚都设置为输出模式，代码不变
	ldr r0, =0x1111111// 从后面的=可以看出用的是ldr伪指令，因为需要编译器来判断
	ldr r1, =GPJ0CON// 这个数是合法立即数还是非法立即数。一般写代码都用ldr伪指令
	str r0, [r1]// 寄存器间接寻址。功能是把r0中的数写入到r1中的数为地址的内存中去
 
flash:
	// 第二步：全部点亮
	ldr r0, =((0<<3) | (0<<4) | (0<<5))	// 清清楚楚的看到哪个灭，哪个是亮
	ldr r1, =GPJ0DAT
	str r0, [r1]	// 把0写入到GPJ0DAT寄存器中，引脚即输出低电平，LED点亮
 
	// 第三步：延时
	bl delay					// 使用bl进行函数调用
	
	// 第四步：全部熄灭
	ldr r0, =((1<<3) | (1<<4) | (1<<5))	// 清清楚楚的看到哪个灭，哪个是亮
	ldr r1, =GPJ0DAT
	str r0, [r1]		
	
	// 第五步：延时
	bl delay
	
	b flash
 
 
// 延时函数：函数名：delay
delay:
	ldr r2, =9000000
	ldr r3, =0x0
delay_loop:	
	sub r2, r2, #1				//r2 = r2 -1
	cmp r2, r3					// cmp会影响Z标志位，如果r2等于r3则Z=1，
	bne delay_loop              //bne是不相等则跳转
	mov pc, lr					// 函数调用返回

3、实践三之LED流水灯

代码如下所示。

#define GPJ0CON	0xE0200240
#define GPJ0DAT	0xE0200244
 
.global _start					
_start:
	// 第一步：把所有引脚都设置为输出模式，代码不变
	ldr r0, =0x11111111			
	ldr r1, =GPJ0CON		
	str r0, [r1]		
 
	// 要实现流水灯，只要在主循环中实现1圈的流水显示效果即可
flash:
	// 第1步：点亮LED1，其他熄灭
	//ldr r0, =((0<<3) | (1<<4) | (1<<5))
	ldr r0, =~(1<<3)
	ldr r1, =GPJ0DAT
	str r0, [r1]	
	// 然后延时
	bl delay					// 使用bl进行函数调用
	
	// 第2步：点亮LED2，其他熄灭	
	ldr r0, =~(1<<4)
	ldr r1, =GPJ0DAT
	str r0, [r1]			
	// 然后延时
	bl delay					// 使用bl进行函数调用
	
	// 第3步：点亮LED3，其他熄灭	
	ldr r0, =~(1<<5)
	ldr r1, =GPJ0DAT
	str r0, [r1]			
	// 然后延时
	bl delay					// 使用bl进行函数调用
	
	b flash
 
 
// 延时函数：函数名：delay
delay:
	ldr r2, =9000000
	ldr r3, =0x0
delay_loop:	
	sub r2, r2, #1				//r2 = r2 -1
	cmp r2, r3		// cmp会影响Z标志位，如果r2等于r3则Z=1，不相等则Z=0
	bne delay_loop  // bne指令判断Z是否等于0，Z等于0则执行delay_loop
	mov pc, lr					// 函数调用返回