【裸机开发】按键输入实验
目录
一、硬件原理分析
二、寄存器分析
1、时钟源初始化
2、设置 IO 复用
3、初始化 IO 复用引脚（设置电气属性）
4、初始化GPIO
三、汇编代码（start.s）
四、公共头文件（imx6u.h）
四、C 代码编写
1、clk 模块（bsp_clk.c）
2、led 模块（bsp_led.c）
2、delay 模块（bsp_delay.c）
3、key 模块（bsp_key.c）
4、main.c
五、链接脚本（imx6u.lds）
六、Makefile 文件（测试工程的整体结构）
一、硬件原理分析
我们在《imx6ull 底板原理图》中找到按键 KEY 模块。R12 是一个上拉电阻，当按键 KEY0 没有按下时，KEY0 处于高电平；当按键KEY0 按下时，KEY0 接地，此时KEY0 将变为低电平。
接下来我们要去 核心板原理图上找 KEY0 连接的哪个引脚。我们发现是和 UART1_CTS 这个引脚相连。
二、寄存器分析
1、时钟源初始化
这里就不再赘述，可以参考：时钟源初始化
2、设置 IO 复用
按键属于 IO 的范畴，既然和 IO 有关，那我们就要去找第32章的 IOMUX（IO复用选择器）。根据之前的习惯，我们要找和 UART1_CTS 相关的复用寄存器。
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_CTS_B 就是我们要找的寄存器了。UART1_CTS 似乎可以复用为很多功能，我们选择的是复用为 GPIO1_IO18 功能。其他位不变，低四位设为 0101。
寄存器: IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_CTS_B
基地址: 0x20E008C
初始化值: 0x5 # 低四位为0101，其他位不变
注意：
虽然找的是 UART，但不代表是复用为 UART功能，UART 是用于数据传输的；GPIO 只是简单控制某个设备的开关，或者读取某个设备的状态。
3、初始化 IO 复用引脚（设置电气属性）
接下来我们要初始化复用引脚，此时要找前缀为 IOMUXC_SW_PAD_xxx 而且和 UART 相关的寄存器。然后设置每一位。多数都和驱动LED时的设置一样。（初始化 IO 复用）
- 0：0
- 2-1：00
- 5-3：000 （这里要禁用输出，相当于用于输入）
- 7-6：10
- 10-8：000
- 11：0
- 12：1
- 13：1（选择 pull 功能）
- 15-14：11（按键 KEY0 默认是上拉状态）
- 16：0
- 31-17：剩余为 0
寄存器: IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_CTS_B
基地址: 0x20E0318
初始化值: 0xF080
4、初始化GPIO
从“设置IO复用”部分我们可以知道，UART_CTS 可被复用为 GPIO1_IO18，因此我们需要去初始化 GPIO1_IO18 引脚，设置的方式和驱动LED使用的方式类似。
寄存器: GPIO1_GDIR
基地址: 0x209C004
初始值: GPIO1_GDIR &= ~(1 << 18) # 因为是GPIO1的第18个引脚设为输入，即第 18 bit应为0寄存器: GPIO1_DR
基地址: 0x209C000
初始值: - 低电平: GPIO1_DR &= ~(1 << 18)- 高电平: GPIO1_DR |= (1 << 18)三、汇编代码（start.s）
汇编代码用于搭建C语言环境。关于汇编代码，可以参考之前驱动LED的汇编代码：汇编代码解析
四、公共头文件（imx6u.h）
公共头文件保存了要用到的寄存器的基地址。
#ifndef _IMX6U_H
#define _IMX6U_Htypedef unsigned int uint32_t;/** 时钟相关寄存器地址*/
#define CCM_CCGR0 *((volatile uint32_t*)0x20C4068)
#define CCM_CCGR1 *((volatile uint32_t*)0x20C406C)
#define CCM_CCGR2 *((volatile uint32_t*)0x20C4070)
#define CCM_CCGR3 *((volatile uint32_t*)0x20C4074)
#define CCM_CCGR4 *((volatile uint32_t*)0x20C4078)
#define CCM_CCGR5 *((volatile uint32_t*)0x20C407C)
#define CCM_CCGR6 *((volatile uint32_t*)0x20C4080)/** IOMUX 相关寄存器地址*/
#define IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 *((volatile uint32_t*)0x020E0068) // IO复用为 GPIO1_IO03
#define IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 *((volatile uint32_t*)0x020E02F4) // 设置复用引脚的电气属性#define IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_CTS_B *((volatile uint32_t*)0x20E008C) // IO 复用为 GPIO1_IO18
#define IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_CTS_B *((volatile uint32_t*)0x20E0318) // 设置复用引脚的电气属性/** 设置GPIO输出相关寄存器地址*/
#define GPIO1_DR *((volatile uint32_t*)0x0209C000) // GPIO输出
#define GPIO1_GDIR *((volatile uint32_t*)0x0209C004) // 设置输入还是输出#endif 四、C 代码编写
为了验证开关，我们加入之前的 led 代码，之前的 led 代码已经被封装好了，直接调用函数即可。我们的目的是通过开关控制灯的亮灭。
1、clk 模块（bsp_clk.c）
void clk_init()
{CCM_CCGR0 = 0xffffffff;CCM_CCGR1 = 0xffffffff;CCM_CCGR2 = 0xffffffff;CCM_CCGR3 = 0xffffffff;CCM_CCGR4 = 0xffffffff;CCM_CCGR5 = 0xffffffff;CCM_CCGR6 = 0xffffffff;
}2、led 模块（bsp_led.c）
void led_init()
{/* 1、设置IO复用为GPIO1_IO03 */IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x5;/* 2、初始化复用引脚，设置电气属性 */IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x10B0;/* 3、初始化GPIO1 */GPIO1_GDIR |= (1 << 3);
}void led_on()
{GPIO1_DR &= ~(1 << 3);
}void led_off()
{GPIO1_DR |= (1 << 3);
}void switch_led(uint8_t status)
{if (status == ON){led_on();}else{led_off();}
}2、delay 模块（bsp_delay.c）
void delay_short(volatile unsigned int n)
{while(n--){}
}void delay(volatile unsigned int n)
{while(n--){delay_short(0x7ff);}
}3、key 模块（bsp_key.c）
void key_init()
{/* 1、设置IO复用为GPIO1_IO03 */IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_CTS_B = 0x5;/* 2、初始化复用引脚，设置电气属性 */IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_CTS_B = 0xF080;/* 3、初始化GPIO1 */GPIO1_GDIR &= ~(1 << 18);
}int read_key()
{int ret = 1;static unsigned char release = 1; /* 按键松开 */ if ((release==1)&&((GPIO1_DR >> 18) & 0x01) == 0){delay(10); /* 延时消抖*/release = 0; /* 标记按键按下 */if (((GPIO1_DR >> 18) & 0x01) == 0){ret = 0;}}else if((GPIO1_DR >> 18) & 0x01 == 1){ret = 1;release = 1;}return ret;
}4、main.c
int main(void)
{clk_init(); // 初始化时钟led_init(); // 初始化LEDkey_init(); // 初始化按键led_on(); // LED 初始为亮while (1){if (read_key() == 0){led_off(); }delay(1000);led_on();}return 0;
}五、链接脚本（imx6u.lds）
SECTIONS
{. = 0x87800000;.text :{obj/start.o*(.text)}.rodata ALIGN(4) : { *(.rodata) }.data ALIGN(4) : { *(.data) }. = ALIGN(4);__bss_start = . ;.bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON) }__bss_end = . ;
}六、Makefile 文件（测试工程的整体结构）
测试工程的结构如下：
# ################################################################
# # 指定编译器、获取源文件、指定目标文件的生成位置
# ################################################################
# 编译器
TOOLCHAIN_PATH := /home/pigeon/workspace/arm-linux-gnueabihf/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
CC := $(TOOLCHAIN_PATH)/arm-linux-gnueabihf-gcc
LD := $(TOOLCHAIN_PATH)/arm-linux-gnueabihf-ld
OBJCOPY := $(TOOLCHAIN_PATH)/arm-linux-gnueabihf-objcopy
OBJDUMP := $(TOOLCHAIN_PATH)/arm-linux-gnueabihf-objdump# 目标文件名
TARGET_NAME := key
OBJ_DIR := obj# 引入头文件
INCLUDES := -Icommon -Ibsp# 获取到一级子目录下的源文件
DIR1 := project
SOURCES += $(wildcard ${DIR1}/*.c ${DIR1}/*.s)# 获取到二级子目录下的源文件
DIR2 := bsp
SUBDIRS = $(shell ls $(DIR2) -l | grep ^d | awk '{print $$9}')
SOURCES += $(foreach subdir,${SUBDIRS}, $(wildcard $(DIR2)/${subdir}/*.c))# 创建 $(OBJ_DIR) 目录
$(shell \if test -e $(OBJ_DIR); then \rm -rf $(OBJ_DIR)/*; \else \mkdir -p $(OBJ_DIR); \
fi)# 生成 .o 文件
define compile
OBJ = $(if $(findstring .c,$1), $(patsubst %.c,%.o,$1), $(patsubst %.s,%.o,$1))
NODIR_OBJ = $$(notdir $$(OBJ))
$$(shell $$(CC) -o $$(OBJ_DIR)/$$(NODIR_OBJ) -c $1 $$(INCLUDES))
OBJ_FILE += $$(OBJ_DIR)/$$(NODIR_OBJ)
endefOBJ_FILE :=
$(foreach src_file, ${SOURCES}, $(eval $(call compile, $(src_file)))) # 遍历每一个源文件，同时生成对应的 .o 文件# ################################################################
# # 编译生成目标文件、库文件/执行文件
# ################################################################
default:$(LD) -Timx6u.lds -o $(OBJ_DIR)/$(TARGET_NAME).elf $(OBJ_FILE)$(OBJCOPY) -O binary -S -g $(OBJ_DIR)/$(TARGET_NAME).elf $(OBJ_DIR)/$(TARGET_NAME).bin$(OBJDUMP) -D $(OBJ_DIR)/$(TARGET_NAME).elf > $(OBJ_DIR)/$(TARGET_NAME).dis# ################################################################
# # 伪目标/自定义函数
# ################################################################
.PHONY:clean
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