使用迅为IMX6ULL开发板第一个汇编实验（一）

孟亚凡

通过第五章我们对 ARM 汇编语法有了初步的认识，在本章我们开始使用会念编写我们的第一个汇编实
验，在开发版的额众多外设里面，原理最简单，最适合初学者入门的就是 gpio 的驱动，在我们的开发板上
7 ?6 j4 b1 X1 I$ Q5 B板载了一个 led 发光二极管，他的实现原理就是通过 gpio 来控制 led 的亮灭（控制 gpio 输出高低电平）。
9 91 .1  i.MX6ULL  GPIO 分析 分析
i.MX6 ULL 终结者开发板使用的 cpu 是 I.MX6ULL，该 cpu 的参考手册我们放到了光盘目录的“i.MX6UL 终结
者光盘资料\03_开发板硬件资料\02_芯片资料\1、I.MX6ULL 芯片资料.zip ”压缩包里面，如下图所示：

打开该手册的 32 章节“Chapter 32 IOMUX Controller (IOMUXC)”，我们看到 32 章节的目录如下图所示：

图中的“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 命名是根据 IO 所拥有的功能来命名的，比如我们看到 GPIO1_IO00，

就可以知道这个是 GPIO 功能，看到 UART4_TX_DATA 就知道这个是串口 4 的发送功能。在参考手册的 32 章

节列出了 i.MX6 ULL 的所有 IO 引脚，我们可以看到具有 GPIO 功能的引脚只有“GPIO1_IO00~GPIO1_IO09”

这 10 路 GPIO，实际上 i.MX6 ULL 的 IO 口都是具有复用功能的（一个 IO 口可以配置成好几种功能，如果不

做配置，会有一种默认的功能）。下面我们看看 i.MX6 ULL 的 IO 引脚复用功能。

我们以“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00”这个 IO 为例，打开手册的 32.6.7（1568 页）如下图所示

上图可以看到该 IO 对应的配置寄存器“SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00”，寄存器地址是 0X20E005C，

寄存器为 32 位，其中的 bit0-bit3（MUX_MODE）这四位是设置 IO 引脚复用功能的。从表中我们可以看到

GPIO1_IO00 有 9 种复用功能，分别对应 ALT0-ALT8，其中 ALT5 就是作为 GPIO1_IO00，如下图所示：

4.jpg
7 ~. e7 g+ G, m' L; _' J6 }& o
8 G: @% E4 |0 ?4 h- S; X9 ~, h
, N$ Q0 ?. K+ K3 n3 a' W! Y' r
# s2 R2 M: R3 s7 H

从上图中我们可以看到 GPIO1_IO00 这个引脚还可以配置成 ENET2_REF_CLK2，I2C2_SDA 等功能，这就是 IO

的复用功能。

下面我们再来看下“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA”这个 IO 引脚。这个引脚的描述在 32.6.29

章节（1590 页），如下图所示：

从上图可以看到该引脚可以复用成 7 种不同的模式。其中 ALT5（0101）表示可以复用为 GPIO1_IO28。
  @! H% V; E  M. n3 [8 { 所以我们可以看到 i.MX6 ULL 的 GPIO 不止 GPIO1_IO00-GPIO1_IO09 这 10 个，其它的 IO 也可以复用为 GPIO。
: F, L9 A3 h2 M  Z% Z0 N: H( T1 C 在第四章节我们可以看到 i.MX6 ULL 的 GPIO 一共有 5 组：GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4、GPIO5，其中 GPIO1
有 32 个 IO（IO0-IO31），GPIO2 有 22 个 IO（IO0-IO21），GPIO3 有 29 个 IO（IO0-IO28），GPIO4 有 29个 IO（IO0-IO28），GPIO5 有 12 个 IO（IO0-IO11），这样 i.MX6 ULL 一共有 124 个 GPIO。如果我们想要
查看每个 IO 能复用成什么功能，可以查看第 4 章，如果我们要设置某个 IO 的功能，需要查看第 32 章。
2 m1 [; [% ~3 U( a* n% H$ Z9 92 .2  IO 引脚配置 引脚配置
% c4 H$ k3 R. ~% ?IO 引脚的配置我们需要参考第 32 章节，在 9.1 章节我们看到每个 IO 都有一个“SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX”
的寄存器，例如 SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00。该寄存器在 6.1 章节我们介绍了，主要是用来配置 IO 引脚
9 E  {) P) d5 ^" a3 O& F8 R* ?# [ 的模式。然后我们在该章节看到还有一个“SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX”的寄存器，例如
“SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00”寄存器，如下图所示：

6.jpg
! Q* N3 J: B- [" i$ K
3 U+ T/ G! C- y+ I4 P4 ?
& c- R. _8 r  E1 s( e& f
2 V8 I8 V6 j& l/ t
从上图可以看到 SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00 寄存器的地址是 0X20E02E8，他也是一个 32 位的寄存器，我
们可以看到改寄存器按照位划分成了几种功能设置，如下：
HYS（bit16）：用来使能迟滞比较器，当 IO 作为输入功能的时候有效，用于设置输入接收器的施密特触发
7 I2 M. X8 R5 h* N. y8 f' h 器是否使能。如果需要对输入波形进行整形的话可以使能此位。此位为 0 的时候禁止迟滞比较器，为 1 的
% I/ y9 ^- Q8 }4 \0 I 时候使能迟滞比较器。PUS（bit15-bit14）用来设置上下拉电阻的。
PUE（bit13）当 IO 作为输入的时候，这个位用来设置 IO 使用上下拉还是状态保持器。状态保持器在 IO 作
3 ?4 F8 K' G  c) |% I) L$ \) P 为输入的时候才有用，当外部电路断电以后此 IO 口可以保持住以前的状态。
4 H: X; c5 q, R, S- N1 m6 k2 ZPKE（bit12）用来使能或者禁止上下拉/状态保持器功能。
ODE（bit11）IO 作为输出的时候，此位用来禁止或者使能开路输出。
SPEED（bit7-bit6）当 IO 用作输出的时候，此位用来设置 IO 速度。
: b8 i7 d: N! I- r* m% uDSE（bit5-bit3）当 IO 用作输出的时候用来设置 IO 的驱动能力。
SRE（bit0）设置压摆率。
9 93 .3  GPIO 配置 配置
* p# r& Y% E, ^5 r8 B8 n) F; S0 | 在 9.1 和 9.2 章节我们介绍了这两个寄存器“SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX”和“SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX”
+ ]1 ~( x% j7 K' U* x" a3 }4 `用来配置 IO 引脚，在本章我们来学习一下 GPIO 功能的配置（GPIO 属于 IO 引脚中的一种复用功能）。比如
8 @# m$ g/ f- ^+ n) R/ ]; uGPIO1_IO00 这个 IO 可以复用为 I2C2_SCL、ENET1_REF_CLK1、GPIO1_IO00、WDOG3_WDOG_B 等 9 种复用功能，
  b6 W5 Q3 v8 W2 k0 l3 X, jGPIO1_IO00 只是其中的一种，具体配置成哪种复用功能，需要看下我们的硬件设计中这个 IO 是作为哪种功
6 }! x, I+ f% j9 i2 Q7 m9 G2 U# y# R 能来设计的。如果我们把该引脚用来控制 LED 发光二极管，那我们的程序就要把这个 IO 配置成 GPIO 模式，
然后我们还需要对 GPIO 的功能进行配置，我们可以参考手册的第 28 章“General Purpose Input/Output
(GPIO)”。在该章节我们可以看到 GPIO 的结构如下图所示所示：

在上图中我们可以看到两个地方用红色方框标注了（1、2），其中 1 处里面有两个寄存器，这就是我
们 6.2 章节介绍的配置 IO 复用和 IO 功能属性的寄存器。2 处表示当 IO 作为 GPIO 使用的时候，需要配置的
寄存器（共有 8 个），分别是：GPIO.DR、GPIO.GDIR、GPIO.PSR、GPIO.ICR1、GPIO.ICR2、GPIO.EDGE_SEL、
0 @. l4 @+ d# M3 CGPIO.IMR、GPIO.ISR，前面 6.2 章节我们介绍了 i.MX6 ULL 一共有 5 组 GPIO，每组 GPIO 分别有这 8 个寄存
器，下面我们分别看下这些寄存器：
7 B) q9 R  i* |7 _: p 首先是 GPIOx_DR 寄存器，如下图所示：

此寄存器是数据寄存器，32 位，每一位对应一个 GPIO，当 GPIO 配置成输出以后，向对应的位写 1，GPIO
就会输出高电平，写 0，GPIO 就会输出低电平。如果 GPIO 设置成输入，那读取这个寄存器对应的位，就可
; X8 D$ k. [# ^ 以获取到对应 GPIO 的状态（0 或 1）。
" |5 C, r8 v# G/ }9 s1 F 然后是 GPIOx_GDIR 寄存器，如下图所示：

该寄存器也是 32 位的，每一位对应一个 GPIO，该寄存器是用来设置 GPIO 是输入还是输出的。（对应
6 X  Q8 C9 @  Z% a( g  @# g0 D) K 的位设置成 0，对应的 GPIO 设置成输入模式；对应的位设置成 1，对应的 GPIO 就配置成输出模式了）。
& B$ \  a/ w- u 然后是 GPIOx_PSR 寄存器，如图 6.3.4 所示：

该寄存器也是 32 位的，每一位对应一个 GPIO，该寄存器是用来读取对应 GPIO 的状态（高低电平）。
然后是 GPIOx_ICR1 寄存器，如下图所示：

该寄存器是中断控制寄存器，每组 GPIO 最多有 32 个 GPIO，该寄存器用来配置低 16 个 GPIO，此寄存
器是 32 位的，每两位表示一个 GPIO，这两位用来配置中断的触发方式：
00 低电平出发
1 |" E; x$ k0 P; m4 A5 {01 高电平触发
& m$ C; ]( R( \! e/ z6 Q10 上升沿触发
11 下降沿触发
以 GPIO1_IO3 为例，如果设置成高电平触发，GPIO1.ICR1=1<<6。
然后是 GPIOx_ICR2 寄存器，如下图所示：

该寄存器也是中断控制寄存器，每组 GPIO 最多有 32 个 GPIO，该寄存器用来配置高 16 个 GPIO，此寄
存器是 32 位的，每两位表示一个 GPIO，这两位用来配置中断的触发方式：
00 低电平出发
' U0 i2 P. H* M* l01 高电平触发
8 C7 n3 Z0 e6 U) |, b* T10 上升沿触发
11 下降沿触发
$ j0 b9 X- t3 r8 U9 L$ A1 e 以 GPIO1_IO7 为例，如果设置成高电平触发，GPIO1.ICR1=1<<2。
然后是 GPIOx_IMR 寄存器，如下图所示：

该寄存器是中断屏蔽寄存器，每一位对应一个 GPIO，如果使能某个 GPIO 的中断，那么设置这个寄存器
对应的位为 1 即可。如果禁止某个 GPIO 的中断，那么设置这个寄存器的对应位为 0。
( {' I& u  b  C) H  P, A0 B$ G 然后是 GPIOx_ISR 寄存器，如下图所示：

, F  x/ h5 z; ~2 V

该寄存器是中断状态寄存器，共有 32 位，每位对应一个 gpio，只要某个 GPIO 的中断产生，那么对应
: p5 U# T$ a& M& C$ k5 ~7 w0 s 的位就会被置 1，我们可以通过读取该寄存器来判断 GPIO 的中断是否产生了。当我们处理完中断后，必须
6 W! Q3 w( _+ @  |1 x5 M- _ 要清除对应的中断标志位（像该寄存器相应的位写 1，就是清除中断标志位）。
然后是 GPIOx_EDGE_SEL，如下图所示：

) Y* D2 C6 z3 b: B& o

该寄存器用来设置边沿中断，这个寄存器会覆盖 ICR1 和 ICR2 的设置，同样一个 GPIO 对应一位。相应
的位被置 1，那么就相当于设置了对应的 GPIO 是上升沿和下降沿(双边沿)触发。
. H# a! }) J9 e& {; E 至此关于 GPIO 的所有寄存器我们就介绍完了。

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IO 的复用功能
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