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标题: [nRF51822 AK II 教程]第二课，跑马灯（GPIO） [打印本页]

作者: 谭力源 时间: 2016-4-9 20:37
标题: [nRF51822 AK II 教程]第二课，跑马灯（GPIO）
大部分的在深圳的网友明天都能收到货了，最后20个预定的网友明天也会发出了。大家别急，教程也是一点一点写出来的，到手时正好能用上。

上次，写了一个开发环境配置和资料的教程，地址在这里：
http://www.amobbs.com/forum.php? ... page%3D1#pid7188038

需要相关资料的，和遇到开发环境配置问题的网友可以在那个帖子里面提出问题。

另外，很多网友私下找我们询问一些技术细节的问题，我们只能尽力而为了。因为几百个网友每人都要求我们一对一的指导的话，我们也要累趴下的：）

好了，开始第二课！

1 跑马灯
对于学习单片机编程的人来说，“跑马灯”这个词再熟悉不过了，它基本是我们入门的第一个例子。
本章我们就以“跑马灯”为例子，讲解nRF51822软件编程的第一课：GPIO。
开始前还要唠叨一句，记得用nRFgo Studio擦除整个芯片哦，因为原来出厂有蓝牙程序的，不擦除不能下新的程序。

1.1 nRF51822 AK board硬件介绍
1.1.1 AK board （PCA10001）的LED资源
AK board PCA10001上有两个按键和五个用户可编程的LED，它们被连接到nRF51822芯片的特定引脚上。请看 Table 1（或者开发板背面）.

Part       GPIO       Short
Button0       P0.16
Button1       P0.17
LED 0       P0.18       SB6
LED 1       P0.19       SB7
LED 2       P0.20       SB8
LED 3       P0.21       SB9
LED 4       P0.22       SB10
Table 1 按键和 LED 连接
注意：此SB非彼SB，这里应该是short bridge的意思。板子上的某些GPIO被连到了特点的设备上（比如用于串口），但是同时也通过插针引出来了，如果你不想使用板载的功能，可以手动割断这个SB。
这里再卖个关子，nRF51822有个很牛X的功能，类似于FPGA，这颗芯片的任意一个引脚可以配置成任意一个功能。以后的课程中会提到。

1.1.2 AK board LED原理图
按键是低电平有效的，就是说按下按键后，IO的输入端会被连接到地。按键没有外部的上拉电阻，所以如果要使用P0.16 和 P0.17 引脚上的两个按键，需要使能引脚的内部上拉电阻。

LED是高电平有效的，就是说写一个逻辑的 (‘1’) 到相应的输出引脚，将点亮LED。
可能了解电子的朋友看到下面这个图都会问：为什么是“共阴极”设计，而不是一般的“共阳极”设计呢？
其实因为我们学习的这颗nRF51822芯片最大的一个特性就是低功耗，而这种低功耗必定是芯片经常处于“睡眠”状态。在“睡眠”状态下，引脚电平都是低，LED只有设计成“共阴极”设计才能更省电。

1.1.3 AK board （PCA10001）LED三维图

1.2.1 nRF51822的GPIO框图

1.3.1 nRF51822的GPIO寄存器简介
Register       Offset       Description
保留       0x000       保留位[321]
OUT       0x504       写GPIO端口，bit0对应pin0，bit1对应pin1...
OUTSET       0x508       set单一GPIO端口，写“1”到0x00只能将pin0拉高，对其他pin无效
OUTCLR       0x50C       clear单一GPIO端口，写“1”到0x00只能将pin0拉低，对其他pin无效
IN       0x510       读GPIO端口，bit0对应pin0，bit1对应pin1...
DIR       0x514       设置GPIO端口方向，类同于OUT
DIRSET       0x518       设置GPIO端口方向，类同于OUTSET
DIRCLR       0x51C       设置GPIO端口方向，类同于OUTCLR
保留       0x520       保留位[120]
PIN_CNF[0]       0x700       pin0的配置，详见后续内容
....
PIN_CNF[31]       0x77C       pin31的配置，详见后续内容

1.3.3 GPIO的PIN_CNF[x]寄存器简介
ID       Field       Description
A       DIR       设置pin[x]的方向，与DIR(0x514)等寄存器关联，修改其中一个另外一个自动改变
B       INPUT       设置pin[x]的INPUT缓冲，为了省电可以写“1”断开缓冲，但是使用前必须写“0”连接上
C       PULL       设置pin[x]的上下拉电阻，使用标准值为13kΩ的内部电阻
D       DRIVE       设置pin[x]的驱动强度，std. drive, 0.5 mA，high-drive, 5 mA
E       DRIVE       设置pin[x]的电平感知，写“1”感知高电平，写“0”感知低电平

1.4 官方blink代码样例
使用官方例程即可点亮LED0和LED1的blink程序（安装SDK后，源代码位于<keil path>\ARM\Device\Nordic\nRF51822\Board\PCA10001\blinky_example\）
main函数请看：

int main(void)
{
uint8_t output_state = 0;
// Configure LED-pins as outputs
// 设置LED_START到LED_STOP的引脚为输出
nrf_gpio_range_cfg_output(LED_START, LED_STOP);
while(true)
{
// 点亮LED
nrf_gpio_port_write(LED_PORT, 1 << (output_state + LED_OFFSET));
output_state = (output_state + 1) & BLINKY_STATE_MASK;
nrf_delay_ms(100);
}
}

[color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码

相关宏定义位于头文件"pca10001.h"内：

#ifndef PCA10001_H
#define PCA10001_H
#define LED_START 18
#define LED0 18
#define LED_STOP 19
#define LED1 19
#define LED_PORT NRF_GPIO_PORT_SELECT_PORT2
#define LED_OFFSET 2
#define BUTTON_START 16
#define BUTTON0 16
#define BUTTON_STOP 17
#define BUTTON1 17
#define RX_PIN_NUMBER 11
#define TX_PIN_NUMBER 9
#define CTS_PIN_NUMBER 10
#define RTS_PIN_NUMBER 8
#define HWFC true
#define BLINKY_STATE_MASK 0x01
#endif

[color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码

1.5 编译、下载与演示
1.       在Keil μVision中打开 Blinky 工程，或者双击blinky.uvproj 文件。
2.       从 Select Target 下拉列表中选择 nRF51822_xxaa(256K)，然后点击Build 或者按键盘上的F7编译 Blinky 工程。
3.       点击Load 图标，下载并运行 Blinky 演示程序。 LED 0 和 LED 1 应该开始连续的闪烁了。

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