前言

本文主要介紹了本人在學(xué)習(xí)使用 S32K144EVB中遇到的問題和解決辦法，由于本芯片是 NXP(原 freescale) 生產(chǎn)的基于 ARM M4F 內(nèi)核的32位芯片，主要適用對象是汽車 肩祥。目前在網(wǎng)絡(luò)上該芯片還沒有相關(guān)的中文學(xué)習(xí)資料，到筆者寫本文目前，網(wǎng)絡(luò)上能夠找到的資料只有開發(fā)板的電路圖和 Reference Manual 和該芯片配套的 IDE 內(nèi)置頭文件以及給出的 cookbook 例程，筆者也是在一步步摸索學(xué)習(xí)类茂，故本文為一個(gè)記錄性質(zhì)的文章耍属。

• 本文閱讀需要 C 語言基礎(chǔ)和一些簡單的單片機(jī)知識，筆者在之前曾經(jīng)開發(fā)過51單片機(jī)和 freescale 公司的 HC08GP32 單片機(jī)巩检，故可能會跳過一些基礎(chǔ)說明厚骗。
• 由于該芯片的 Manual 文件長達(dá) 1929 頁，全讀完肯定要浪費(fèi)很多時(shí)間兢哭，為了節(jié)約時(shí)間领舰，我就針對例程中給出的部分內(nèi)容查詢手冊相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行分析厦瓢。
• 本文針對 S32K144EVB-Q100X 開發(fā)板提揍，但基本原理都是相同的啤月。

Hello World

1. 本例程主要包含以下部分的操作：

• 配置 GPIO
• 根據(jù)按鍵狀態(tài)輸出 LED 燈信號

2. 使用到的電路圖：

Hello World block diagram

3. 第一個(gè)例程的代碼如下：

#include "S32K144.h" /* include peripheral declarations S32K144 */
#define PTD0 0 /* Port PTD0, bit 0: FRDM EVB output to blue LED */
#define PTC12 12 /* Port PTC12, bit 12: FRDM EVB input from BTN0 [SW2] */
void WDOG_disable (void){
WDOG->CNT=0xD928C520; /*Unlock watchdog*/
WDOG->TOVAL=0x0000FFFF; /*Maximum timeout value*/
WDOG->CS = 0x00002100; /*Disable watchdog*/
}
int main(void) {
int counter = 0;
WDOG_disable();
/* Enable clocks to peripherals (PORT modules) */
PCC-> PCCn[PCC_PORTC_INDEX] = PCC_PCCn_CGC_MASK; /* Enable clock to PORT C */
PCC-> PCCn[PCC_PORTD_INDEX] = PCC_PCCn_CGC_MASK; /* Enable clock to PORT D */
/* Configure port C12 as GPIO input (BTN 0 [SW2] on EVB) */
PTC->PDDR &= ~(1<<PTC12); /* Port C12: Data Direction= input (default) */
PORTC->PCR[12] = 0x00000110; /* Port C12: MUX = GPIO, input filter enabled */
/* Configure port D0 as GPIO output (LED on EVB) */
PTD->PDDR |= 1<<PTD0; /* Port D0: Data Direction= output */
PORTD->PCR[0] = 0x00000100; /* Port D0: MUX = GPIO */
for(;;) {
if (PTC->PDIR & (1<<PTC12)) { /* If Pad Data Input = 1 (BTN0 [SW2] pushed) */
PTD-> PCOR |= 1<<PTD0; /* Clear Output on port D0 (LED on) */
}
else { /* If BTN0 was not pushed */
PTD-> PSOR |= 1<<PTD0; /* Set Output on port D0 (LED off) */
}
counter++;
}

4. 代碼詳解

主要關(guān)注 main() 內(nèi)部

PCC-> PCCn[PCC_PORTC_INDEX] = PCC_PCCn_CGC_MASK; /* Enable clock to PORT C */
PCC-> PCCn[PCC_PORTD_INDEX] = PCC_PCCn_CGC_MASK; /* Enable clock to PORT D */

這兩句話使用的 PCC 等變量名都是在頭文件 "S32K144.h" 中定義的：

/** PCC - Size of Registers Arrays */
#define PCC_PCCn_COUNT 116u

/** PCC - Register Layout Typedef */
typedef struct {
  __IO uint32_t PCCn[PCC_PCCn_COUNT];   /**< PCC Reserved Register 0..PCC CMP0 Register, array offset: 0x0, array step: 0x4 */
} PCC_Type, *PCC_MemMapPtr;

/** Peripheral PCC base address */
#define PCC_BASE (0x40065000u)
/** Peripheral PCC base pointer */
#define PCC ((PCC_Type *)PCC_BASE)

PCC 是一個(gè)指向固定地址的 PCC_Type結(jié)構(gòu)體指針煮仇，他的固定地址是 (0x40065000u) 它對應(yīng)的 PCC_Type 結(jié)構(gòu)擁有一個(gè)116個(gè)無符號整型變量的數(shù)組 PCCn

根據(jù)注釋內(nèi)容判斷，這個(gè)指針的主要作用是用來改變 PCC (Peripheral Clock Controller)控制器內(nèi)部寄存器的值（下稱 PCC ）谎仲，PCC 控制有關(guān)外部時(shí)鐘頻率相關(guān)的設(shè)置浙垫。
查詢了 Reference Manual 后得知，PCC 有三個(gè)功能：

1. 時(shí)鐘界面開閉控制 CGC (Clock Gating Controller)
2. *功能性時(shí)鐘源選擇控制（如果對應(yīng)模塊有時(shí)鐘源）
3. *功能性時(shí)鐘分頻值控制（如果對應(yīng)模塊有分頻器）

在這個(gè)地方郑诺，我們僅僅用到第一個(gè)功能夹姥，也就是時(shí)鐘界面開關(guān)功能。在本文文末辙诞，我將給出 PCC 的內(nèi)存地圖辙售。
PCC 模塊給芯片上面每一個(gè)外圍模塊都設(shè)置了獨(dú)自的 PCC 內(nèi)部寄存器地址，用于控制以上的三個(gè)功能飞涂，PCC 內(nèi)的每一個(gè)寄存器都有一個(gè)時(shí)鐘界面開閉位 (CGC)旦部。

在每一個(gè)模塊使用前，必須打開該模塊的CGC (CGC = 1)较店，才能使用該模塊

如何打開士八？首先是尋址，在頭文件 "S32K144.h" 中已經(jīng)將 PCC 控制器的各個(gè)寄存器地址全部用宏定義了：

/* PCC index offsets */
...
#define PCC_PORTA_INDEX 73
#define PCC_PORTB_INDEX 74
#define PCC_PORTC_INDEX 75
#define PCC_PORTD_INDEX 76
#define PCC_PORTE_INDEX 77
...

可以看到 GPIO A/B/C/D/E 對應(yīng)的地址梁呈。將其賦值為 PCC_PCCn_CGC_MASK 即可打開 CGC婚度。PCC_PCCn_CGC_MASK 在頭文件中定義為：

#define PCC_PCCn_CGC_MASK 0x40000000u

后面的 GPIO 端口方向控制類似 PCC 的控制，在這里使用了一個(gè) PTC 和 PTD 指針官卡，指向兩個(gè)固定地址的結(jié)構(gòu)體 GPIO_Type蝗茁。

/** GPIO - Register Layout Typedef */
typedef struct {
  __IO uint32_t PDOR;   /**< Port Data Output Register, offset: 0x0 */
  __O  uint32_t PSOR;   /**< Port Set Output Register, offset: 0x4 */
  __O  uint32_t PCOR;   /**< Port Clear Output Register, offset: 0x8 */
  __O  uint32_t PTOR;   /**< Port Toggle Output Register, offset: 0xC */
  __I  uint32_t PDIR;   /**< Port Data Input Register, offset: 0x10 */
  __IO uint32_t PDDR;   /**< Port Data Direction Register, offset: 0x14 */
  __IO uint32_t PIDR;   /**< Port Input Disable Register, offset: 0x18 */
} GPIO_Type, *GPIO_MemMapPtr;

/** Peripheral PTC base address */
#define PTC_BASE (0x400FF080u)
/** Peripheral PTC base pointer */
#define PTC ((GPIO_Type *)PTC_BASE)
/** Peripheral PTD base address */
#define PTD_BASE (0x400FF0C0u)
/** Peripheral PTD base pointer */
#define PTD ((GPIO_Type *)PTD_BASE)

GPIO 的控制器：

Port Data Output Register (PDOR)

Port Set Output Register (PSOR)

Port Clear Output Register (PCOR)

Port Toggle Output Register (PTOR)

Port Data Input Register (PDIR)

Port Data Direction Register (PDDR)

Port Input Disable Register (PIDR)

端口功能控制 PORT Controller Register

我做個(gè)比喻寻咒，在 ARM 中哮翘，各個(gè)管腳就像是一個(gè)個(gè)等待工作的銀行柜臺窗口，可以存錢仔涩，也可以取錢忍坷，也可以借貸款，也可以辦理理財(cái)業(yè)務(wù)，銀行不能一個(gè)業(yè)務(wù)開一個(gè)窗口佩研，所以每個(gè)窗口必須可以做很多事情柑肴，ARM 也是這樣，在有限的管腳上旬薯，需要進(jìn)行中斷晰骑，PWM，GPIO绊序，UART串口硕舆，SPI，I2C骤公，CAN 信息交流功能抚官，所以有些管腳有很多功能可以選擇，我們要使用某個(gè)功能就要自己進(jìn)行設(shè)置阶捆，設(shè)置的地方呢就在 PCR(Pin Controller Register) 這個(gè)寄存器里面凌节。

/** PORT - Register Layout Typedef */
typedef struct {
  __IO uint32_t PCR[PORT_PCR_COUNT];    /**< Pin Control Register n, array offset: 0x0, array step: 0x4 */
  __O  uint32_t GPCLR;  /**< Global Pin Control Low Register, offset: 0x80 */
  __O  uint32_t GPCHR;  /**< Global Pin Control High Register, offset: 0x84 */
       uint8_t RESERVED_0[24];
  __IO uint32_t ISFR;   /**< Interrupt Status Flag Register, offset: 0xA0 */
       uint8_t RESERVED_1[28];
  __IO uint32_t DFER;   /**< Digital Filter Enable Register, offset: 0xC0 */
  __IO uint32_t DFCR;   /**< Digital Filter Clock Register, offset: 0xC4 */
  __IO uint32_t DFWR;   /**< Digital Filter Width Register, offset: 0xC8 */
} PORT_Type, *PORT_MemMapPtr;

/** Peripheral PORTC base address */
#define PORTC_BASE (0x4004B000u)
/** Peripheral PORTC base pointer */
#define PORTC ((PORT_Type *)PORTC_BASE)
/** Peripheral PORTD base address */
#define PORTD_BASE (0x4004C000u)
/** Peripheral PORTD base pointer */
#define PORTD ((PORT_Type *)PORTD_BASE)

同樣每個(gè) PCR 都有 32 位，與之前不同的是洒试，這 32 位僅僅設(shè)置了一個(gè)管腳倍奢，而不是 32 個(gè)個(gè)，這 32 位的功能如下：

總結(jié)

如果要使用某個(gè) GPIO 端口，需要的準(zhǔn)備工作是：

1. 使用 PCC 指針打開對應(yīng)的 PCCn[] 對應(yīng)的CGC 评姨，PCCn是 PCC 所指向的結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的數(shù)組难述，固定地址，包含一共有116個(gè) uint32 類型寄存器吐句，將對應(yīng)的寄存器賦值為 PCC_PCCn_CGC_MASK 即可打開 CGC = 1 胁后。
2. 設(shè)置 GPIO 的控制器中的 PDDR 寄存器，用于調(diào)整輸入/輸出方向嗦枢。此寄存器在一個(gè)類型為 GPIO_Type 的結(jié)構(gòu)中攀芯，一共有 5 個(gè)固定地址的結(jié)構(gòu)，使用 PTA/PTB/PTC/PTD/PTE 訪問净宵。
3. 設(shè)置 PORT.PCR 控制器敲才，關(guān)閉中斷裹纳，MUX 設(shè)置成為 001择葡，是否開啟被動(dòng)濾波。使用 PORTA/PORTB/PORTC/PORTD/PORTE 訪問剃氧。
4. 讀取對應(yīng)的 PDIR （輸入）敏储，或者給 PDOR 賦值 （輸出）。使用 PTA/PTB/PTC/PTD/PTE 訪問朋鞍。

附錄：PCC 各個(gè)寄存器地圖