英创信息技术EM9280的GPIO特色及应用简介

EM9280是英创公司即将推出的新型工控主板产品。与英创公司的其他主板产品一样，EM9280带有32位通用数字IO（以下简称GPIO）。EM9280的各位GPIO的接口电平均为3.3V TTL电平，上电后均处于输入状态；各位GPIO的方向均可独立可设置，以方便使用。EM9280提供有标准的设备驱动程序API，应用程序可直接通过这些API函数来操作这些GPIO，EM9280的资料光盘上提供有GPIO操作的C/C++和C#的范例程序。对GPIO的操作的基本方法是打开GPIO的设备驱动文件“PIO1:”，然后通过调用DeviceIoContrtol来对GPIO进行设置或读取GPIO管脚的输入状态。其具体的操作定义在bsp_drivers.h中：

#define GPIO_IOCTL_OUT_ENABLE // 激活指定GPIO的输出功能
#define GPIO_IOCTL_OUT_DISABLE // 禁止指定GPIO的输出功能
#define GPIO_IOCTL_OUT_SET // GPIO输出高电平
#define GPIO_IOCTL_OUT_CLEAR // GPIO输出低电平
#define GPIO_IOCTL_PIN_STATE // 读取指定GPIO的输入状态

尽管EM9280的GPIO可以按统一的API函数来操作，但由于各位GPIO的实现机制的不同，其相应速度是有所区别的。EM9280的GPIO按相应速度分成低速和高速两类。具体分类如下表所示：

由于存在比较大的执行时间的差异，因此在执行读取GPIO状态操作时，也要求指定需要具体读取的是哪几位GPIO。指定的方法是把需要读取的GPIO对应位置1，不需要读取的则为0，例如：

UINT32 u32StateBits = GPIO0; // 指定需要读取的GPIO，这里为GPIO0
UINT32 u32StateRead;
if (!DeviceIoControl(hGpio, // file handle to the driver
GPIO_IOCTL_PIN_STATE, // I/O control code
&u32StateBits, // in buffer
sizeof(UINT32), // in buffer size
&u32StateRead, // out buffer
sizeof(UINT32), // out buffer size
NULL, // pointer to number of bytes returned
NULL)) // ignored (=NULL)
{
// 出错处理……
}
// u32StateRead包含读取的GPIO状态

在大多数具体应用中，每次往往只需要读取一位GPIO的状态，因此只指定所需的GPIO即可，以保证API函数执行时间最快。对其他的GPIO设置操作，只需要设置需操作的GPIO位信息，没有返回参数。

为了提高管脚的利用率，EM9280的高速GPIO部分还复用了其他的接口功能，具体复用的情况如下表所示：

从上表可见，对最常用的异步串口（UART）的功能，与GPIO复用的不多，这样可最大限度的保证EM9280的串口及GPIO的可用性。对COM2如果不需要硬件流控功能，GPIO0 – GPIO1都仍然可以作为标准GPIO使用，而不会影响COM2的正常使用。