ARMCortexM4寄存器映射及描述

1.寄存器映射

GPIO中包含的寄存器见表5-1。每一个GPIO端口都可通过两种总线槽访问。传统的一种称为先进外设总线（APB），向后兼容以前的产品。另外一种是先进高端总线（AHB），它虽和APB总线一样拥有相同的寄存器映射，却提供了更好的连续访问性能。

表5-1　GPIO寄存器映射

（续）

下面给出各个GPIO端口的基地址和偏移量：

●GPIO端口A（APB）：0x4000.4000。

●GPIO端口A（AHB）：0x4005.8000。

●GPIO端口B（APB）：0x4000.5000。

●GPIO端口B（AHB）：0x4005.9000。

●GPIO端口C（APB）：0x4000.6000。

●GPIO端口C（AHB）：0x4005.A000。

●GPIO端口D（APB）：0x4000.7000。

●GPIO端口D（AHB）：0x4005.B000。

●GPIO端口E（APB）：0x4002.4000。

●GPIO端口E（AHB）：0x4005.C000。

●GPIO端口F（APB）：0x4002.5000。

●GPIO端口F（AHB）：0x4005.D000。

2.几个常用的寄存器描述

（1）GPIO端口控制寄存器（GPIOPCTL），偏移量0x52C

GPIOPCTL寄存器与GPIOAFSEL寄存器协作为每个GPIO引脚（当使用复用功能模式时）选择具体的外设信号。GPIOAFSEL寄存器中大部分的位在复位时是清零的，所以大部分GPIO引脚默认配置为GPIO功能。在GPIOAFSEL寄存器中某位被置位时，表示相应的GPIO引脚由相关外设控制。GPIOPCTL寄存器可以为每个GPIO引脚选择使用何种外设功能，因此在信号定义时提供了高度的灵活性，如图5-4所示。

图5-4　端口控制寄存器（GPIOPCTL）

位/字段　名称　类型　复位　描述

31：28　PMC7　R/W　-　端口复用控制器7

该区域的值控制着端口7的配置

27：24　PMC6　R/W　-　端口复用控制器6

该区域的值控制着端口6的配置

15：12 PMC3 R/W - 端口复用控制器3

该区域的值控制着端口3的配置

11：8 PMC2 R/W - 端口复用控制器2

该区域的值控制着端口2的配置

7：4 PMC1 R/W - 端口复用控制器1

该区域的值控制着端口1的配置

3：0 PMC0 R/W - 端口复用控制器0

该区域的值控制着端口0的配置

（2）GPIO数据寄存器（GPIODATA），偏移量0x000

在软件控制模式中，如果通过GPIO方向寄存器（GPIODIR）将各个引脚配置成输出，那么写入GPIODATA寄存器的值将被发送到GPIO端口引脚上。

为了对GPIODATA寄存器执行写入操作，由地址总线位[9∶2]产生的相关屏蔽位必须被置位。否则，位的值不会被写入操作改变。(www.xing528.com)

同样，从该寄存器读取的值由从访问数据寄存器的地址处获取的屏蔽位[9∶2]的情况来决定。如果地址屏蔽位为1，那么读取GPIODATA中相应位的值；如果地址屏蔽位为0，那么不管GPIODATA中相应位的值是什么，读取得到的结果都是0。

如果各自的引脚被配置成输出，那么读取GPIODATA将返回最后写入的位值；或者当这些引脚被配置成输入时，将返回相应的输入引脚上的值。复位时所有的位都是清零的，如图5-5所示。

图5-5　GPIO数据寄存器（GPIODATA）

位/字段　名称　类型　复位　描述

31：8 保留 RO 0x0000.00 软件不可依赖保留位的值。为了兼容未来的产品，保留位的值在读取-修改-写入操作过程中应保持不变

7：0 DATA R/W 0x00 GPIO数据

该寄存器被虚拟地映射到地址空间的256个单元中。为便于通过单独的驱动器读写这些寄存器，从其读取的值和写入其中的值可通过8条地址线[9：2]屏蔽。读取该寄存器将返回其当前状态。写入该寄存器仅影响那些没有被ADDR[9：2]屏蔽的位和被配置成输出的位

（3）GPIO方向寄存器（GPIODIR），偏移量0x400

在GPIODIR寄存器中的某位被置位会将相应的引脚配置成输出，而清零的话就是配置为输入。复位时，所有的位都被清零，这意味着所有GPIO端口默认为输入状态，如图5-6所示。

图5-6　GPIO方向寄存器（GPIODIR）

位/字段　名称　类型　复位　　描述

31：8　保留　RO　0x0000.00　软件不可依赖保留位的值。为了兼容未来的产品，保留位的值在读取-修改-写入操作过程中应保持不变

7：0　DIR　R/W　0x00　GPIO　数据方向

值　描述

0　相应的引脚为输入

1　相应的引脚为输出

（4）GPIO中断事件寄存器（GPIOIEV），偏移量0x40C

当GPIOIEV寄存器中某位被置位时，相应的引脚由上升沿或是高电平触发中断，具体由GPIO中断检测寄存器（GPIOIS）中的位控制。清零一个位则表示相应的引脚由下降沿或是低电平触发，具体还是由GPIOIS中的位控制。复位时所有的位都是清零的，如图5-7所示。

图5-7　GPIO中断事件寄存器（GPIOIEV）

位/字段　名称　类型　复位　　描述

31：8　保留　RO　0x0000.00　软件不可依赖保留位的值。为了兼容未来的产品，保留位的值在读取-修改-写入操作过程中应保持不变

7：0　IEV　R/W　0x00　GPIO　中断事件

值　描述

0　相应引脚上的下降沿或低电平触发中断

1　相应引脚上的上升沿或高电平触发中断

（5）GPIO复用功能选择寄存器（GPIOAFSEL），偏移量0x420

如果某位被清零，则表示相应的引脚用作GPIO功能，并受GPIO寄存器控制。某位被置位则表示相应的GPIO线受相关外设控制。每个GPIO上都有几个不同的复用外设功能。可以通过GPIO端口控制寄存器（GPIOPCTL）来选择其中的一个所需的功能，如图5-8所示。

图5-8　复用功能选择寄存器（GPIOAFSEL）

位/字段　名称　类型　复位　描述

31：8保留RO0x0000.00软件不可依赖保留位的值。为了兼容未来的产品，保留位的值在读取-修改-写入操作过程中应保持不变

7：0AFSELR/W-复用功能选择

值　描述

0　相应引脚为GPIO功能，受GPIO寄存器控制

1　相应引脚为外设功能，由复用硬件功能控制