MC9S12G128模块化分层化软件架构之二——IO驱动

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MC9S12G128数据手册：//download.csdn.net/download/Sure_gengjia/12530918

1. overview

目的

本文档用于起点开发板的PORT模块软件编写说明。

2. 软件分层架构

软件分为底层驱动层——driver层，中间件层（本软件中称之为modules）和应用层——application。

2.1 driver层

与MCU寄存器打交道的软件放在driver层。

diver层分为两部分，一部分是MCU芯片内部寄存器中需要配置的参数，每一个module里面有一个xxx_cfg.c，把MCU在本module中尽量多的寄存器都放在指针数组中，给上层的中间件层和driver层中的服务函数访问。

如在drio_cfg.c中定义drio_dir_reg[]

在drio.c中的drio_set_pin_input()函数会访问该数组以设置某个具体的port和pin的为输入属性。

2.2 中间件层

中间件中放每个模块的相关功能。中间件层分为两部分，一部分为服务函数，包括如每个模块的初始化（IO初始化，ADC初始化）、每个模块处理任务、每个模块数据采集任务。另外一部分为配置部分，需要根据硬件原理图填入对应的配置。

如在中间件层的mdio.c中，包括了IO的初始化部分和输入的IO的电平采集任务；

在mdio_cfg.c中，则是具体的IO输出输入配置；

3. port资源

* GPIO: PORTA、PORTB、PORTC、PORTD、PORTE、PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTJ和PORTAD；

* PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTJ和PORTAD每一个引脚有对应的上拉下拉使能寄存器行和上拉下拉选择寄存器；

* PORTA、PORTB、PORTC、PORTD和PORTE有一个单独的上拉下拉使能寄存器，PORTA、PORTB、PORTC、PORTD、只能上拉，PORTE只能下拉；

* PORTP、PORTJ和PORTAD支持外部中断；

起点开发板MCU为MC9S12G128，64引脚，外部资源如下表：

3.1  数据方向寄存器DDR

以PORTT为例：

MC9S12G128数据手册定义如下：

DDRT在codeewarrior提供的mc9s12g128.h中的定义如下：

所以，要想PORTT的pin0、pin1、pin2、pin3为输出，pin4、pin5、pin6、pin7为输入，可以

DDRT = (unsigned char)(DDRT & 0x0fu);  //高四位清零

DDRT = (unsigned char)(DDRT | 0x0fu);   //低四位置一

3.2  数据寄存器

以PORTT为例：

MC9S12G128数据手册定义如下：

DDRT在codeewarrior提供的mc9s12g128.h中的定义如下：

要想读取PORTT的引脚0电平，可以直接对PTT取值，或者PTT_PTT0：

portt_pin0_value = PTT & 0x01;

//或者

portt_pin0_value = PTT_PTT0;

3.3  上拉下拉使能寄存器

以PORTT为例：

MC9S12G128数据手册定义如下：

PERT在codeewarrior提供的mc9s12g128.h中的定义如下：

要想PORTT的PIN0和PIN1使能上拉：

PERT = PERT | 0x03;

3.4 上拉下拉选择寄存器

以PORTT为例，MC9S12G128数据手册定义如下：

PPST在codeewarrior提供的mc9s12g128.h中的定义如下：

要想PORTT的PIN0和PIN1使能上拉：

PPST = PPST | 0x03;

4 软件实现

4.1 driver层

4.1.1 drio_cfg.c

4.1.1.1 方向寄存器DDR

方向寄存器有DDRE, DDRJ, DDRM, DDRP, DDRS, DDRT，将这些寄存器放在指针数组中，方便索引：

定义好之后注意port方向寄存器定义顺序，根据port在数据手册中地址顺序：

修改之后定义为：

需要考虑的问题可在文件的change log中看到：

4.1.1.2  指针数组类型定义

在drio_cfg.h中重定义：

4.1.1.3 数据寄存器

数据寄存器有PORTE, PTJ, PTM, PTP, PTS, PTT，

将这些寄存器放在指针数组中，方便索引：

4.1.2 drio_cfg.h

4.1.2.1 port 枚举

该文件中枚举出有哪些port，方便在drio_cfg.c中索引数组中的指针：

4.1.2.2 PIN脚枚举

枚举出有哪些PIN

4.1.3 drio.c

该文件中主要有以下功能：

引脚输出设置；

引脚输入设置；

引脚上拉下拉使能设置；

引脚下拉下拉选择；

需要考虑的问题可以在文件的change log中看到：

4.1.3.1 引脚输出设置

形参：

port： drio_cfg.h中所有的枚举的port；

pin：drio_cfg.h中所有枚举的PIN；

4.1.3.2 引脚输入设置：

形参：

port： drio_cfg.h中所有的枚举的port；

pin：drio_cfg.h中所有枚举的PIN；

4.1.4 drio.h

函数声明

4.2 中间件module层

4.2.1 mdio_cfg.c

该文件与MCU原理图紧密关联，根据原理图，文件中应当定义有哪些port的哪些PIN是输出的，哪些port的哪些PIN是输入的，输入的引脚是否需要上拉还是下拉，是否需要debounce，debounce的时长是多少，debounce方式是什么？

考虑的问题可以在文件的log中看到：

4.2.1.1 引脚输出配置

输出的引脚具有以下属性：

· port

· pin

· open drain（可省略）

· 初始化引脚电平

· 进入睡眠模式的引脚电平

根据原理图，8个LED输出的引脚如下：

增加输出port和pin：

4.2.1.2 引脚输入配置

输出的引脚具有以下属性：

· port

· pin

· deb_type(debounce type)

· deb_ctr(debounce counter)

4.2.1.3 输出输入数组大小定义

4.2.2 mdio_cfg.h

4.2.2.1 输出数组类型结构体定义

4.2.2.2 输入数组类型结构体定义

4.2.2.3 debounce方式枚举定义

4.2.2.4 无效值定义

4.2.3 mdio.c

4.2.3.1 io初始化函数

4.2.4 mdio.h

函数声明：