آموزش میکروکنترلر Stm32f1 به صورت رجیستری قسمت دوم: GPIO-ورودی
خدایا با نام تو و برای تو
سلام و عرض ادب خدمت دوستان همراه، مهدی حسن زاده آملی هستم با جلسه دوم آموزش کاملا رجیستری stm32f10x درخدمت شما هستم. در مطالب جلسه‌ی اول موضوع بحث ما درمورد شیوه استفاده از پورت‌های ورودی-خروجی در مد خروجی بود که در این پست می‌خواهم درمورد مد ورودی و حالت‌های اینتراپت و معمولی صحبت کنیم.
خب، برای ورودی کردن یک پین، اول باید منطق ورودی بودن یک پین رو مشخص کنیم که طبق گفته‌های جلسه قبل ما نیاز داریم تا بیت‌های رجیستر CRL-H را طبق نیاز تغییر دهیم تا بتوانیم از پین مورد نظر به منظور ورودی بهره ببریم.
خب اگر پست قبلی رو دنبال کرده باشید می‌دونید که CRL-H طبق تصویر بالا، هر یک از رجیسترهای آن دارای چهار حالت است که مطابق تصویر زیر بیت‌های رجیستر مثلا پین صفرم تنظیم می‌شود.
به تصویر بالا با دقت بیشتری نگاه کنید حتما خواهید دید که در قسمت INPUT ما چهار حالت را در اختیار داریم که فعلا حالت ANALOG رو مورد برسی قرار نمی‌دهیم و بر سه حالت قبلی تمرکز می‌کنیم.
حالت input-floating:
در این حالت پین ما با هر نویز و یا ولتاژ خواسته و یا ناخواسته تحریک می‌شود و تغییر حالت می‌دهد که برای جلو گیری از این اتفاق ناخوشآیند از مقاومت‌های پول خارجی استفاده می‌کنیم و رجیستر CRL-H ما هم در این حالت، عدد 4 را به خود اتخاذ می‌کند.
1 | GPIOA-> CRL &= ~ 0x0000000F; |
این کد برای clearکردن پین صفرم استفاده می‌شود.
1 | GPIOA-> CRL &= ~ 0x00000004; |
این کد هم ورودی کردن پین مورد نظر را انجام می‌دهد (floating).
حالت INPUT-PULL-DOWN:
در این حالت پین موردنظر با اعمال ولتاژ مثلا 3.3 ولت تحریک می‌شود و این پین در حالت عادی صفر است. خب برای تنظیم این حالت می‌بینیم که دیتاشیت به ما میگه بیت CNF1 را برابر یک قرار می‌دهیم و همچنین رجیستر ODR را هم صفر می‌کنیم تا خروجی به حالت PULL Down قرار بگیرد.
1 | GPIOA-> CRL &= ~ 0x0000000F; |
این کد برای clear کردن پین صفرم استفاده می‌شود.
1 | GPIOA-> CRL &= ~ 0x00000008; |
این کد هم ورودی کردن پین مورد نظر را انجام می‌دهد (PULL-DOWN).
1 | GPIOA->ODR |= ~(1<<0); |
برای پول داون کردن نیز از این کد استفاده می‌کنیم.
1 | GPIOA->ODR |= (0<<0); |
حالت INPUT-PULL-UP:
در این حالت پین موردنظر ما با اعمال صفر ولت تحریک می‌شود و این پین هم در حالت عادی برابر VCC است. در این حالت هم طبق دیتاشیت و عکس بالا CNF1 را هم یک قرار می‌دهیم اما رجیستر ODR را برای پین مورد نظر یک می‌کنیم.
1 | GPIOA-> CRL &= ~ 0x0000000F; |
این کد برای clear کردن پین صفرم استفاده می‌شود.
1 | GPIOA-> CRL &= ~ 0x00000008; |
این کد هم ورودی کردن پین مورد نظر را انجام می‌دهد (PULL-DOWN)
1 | GPIOA->ODR |= (1<<0); |
برای پول آپ کردن نیز از این کد استفاده می‌کنیم.
حال که تنظیمات پین مورد نظرمون را درست انجام دادیم ، می‌رویم سروقت استفاده از پین موردنظر. رجیستر مورد استفاده برای خواندن مقدار در حالت ورودی GPIOX-IDR است که شیوه‌ی استفاده این رجیستر به این حالت است:
در حالت PULL-DOWN
1 2 3 4 5 | If(GPIOA->IDR & (1<<0)) { کدی که میخواهیم بعد از فشردن کلید اجرا شود } |
در حالت PULL-UP
1 2 3 4 5 | If(! (GPIOA->IDR & (1<<0))) { کدی که میخواهیم بعد از فشردن کلید اجرا شود } |
خب من یه کد ساده می‌نویسم که نشون بدم پین موردنظرم یک شده یا نه و اگر یک شد led را روشن کنه در غیر این صورت خاموش کنه
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | #include <stm32f10x.h> int main (void) { RCC -> APB2ENR |= (1<<2); GPIOA -> CRL &= ~(0x000000FF) ; GPIOA -> CRL |= (0x00000038); GPIOA -> ODR |=(1<<0); while(1) { if( !(GPIOA -> IDR & (1<<0))) { GPIOA -> BSRR |= (1<<1); while(!(GPIOA -> IDR & (1<<0))); } else{ GPIOA -> BRR |= (1<<1); } } |
این از پین ورودی اما یه زمانی لازمه ما از یک پین به صورت اینتراپت استفاده کنیم تا بتوانیم بر اثر تحریک خارجی عملیات درحال اجرای CPU را متوقف نکنیم.
interrupt:
در فعال سازی اینتراپت چند پارامتر و پیکربندی‌ای رو باید انجام بدیم.
فعال‌ساز اینتراپت مورد (پین و یا پریفرال) نظر به صورت سراسری:
1 | NVIC_EnableIRQ(نام اینتراپت مورد استفاده ); |
تابع اینتراپت برای اینتراپت خارجی به زیر تعریف می‌شود:
(نام هر تابع اینتراپت در داخل فایل startup قرار دارد)
1 2 3 4 | Void EXTI0_IRQHandler (void) { } |
ما در stm32f10x به تعداد 15 اینتراپت خارجی دراختیار داریم که در اکثر پایه‌های میکرو قابل دسترسی هستند.
نکته مهم: در این سری میکرو برای اینتراپت‌های خارجی 0 تا 4 هرکدام تابع‌های وقفه جداگانه در اختیار ما است اما از اینتراپت خارجی 5 تا 9 فقط یک تابع وقفه و از اینتراپت‌های 10تا 15 هم یک تابع وقفه در اختیار داریم.
به طور مثال اگر بخواهیم همزمان از اینتراپت خارجی 5 و 8 و 9 استفاده کنیم به صورت زیر عمل خواهیم کرد:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | Void EXTI9-5_Handler (void) { If(EXTI -> PR & (1UL << 5)) { //your code EXTI -> PR |= (1UL << 5); } If(EXTI -> PR & (1UL << 8)) { //your code EXTI -> PR |= (1UL << 8); } If(EXTI -> PR & (1UL << 9)) { //your code EXTI -> PR |= (1UL << 9);//clear interrupt flag } } |
توضیحات رجیسترهای بالا رو جلوتر خواهم گفت، اما شیوه‌ی نوشتن تابع وقفه رو باهم یاد بگیریم:
تنظیمات AFIO:
خب با این رجیستر می‌تونیم مشخص کنیم که وقفه 0 در چه پورتی (A یا B یا …) قرار بگیرد. در قسمت تنظیمات AFIO ما چهار رجیستر داریم که این رجیسترها عبارتند از:
External interrupt configuration register 1 (AFIO_EXTICR1)
External interrupt configuration register 2 (AFIO_EXTICR2)
External interrupt configuration register 3 (AFIO_EXTICR3)
External interrupt configuration register 4 (AFIO_EXTICR4)
خب این چیزی که از هر عکس بالا مشخصه AFIO_EXTICRX هر کدام چهار پین را برای هر پورت مشخص می‌کند.
طریقه کد نویسی هم به صورت زیر است:
1 | AFIO -> EXTICR[x-1] |= AFIO_EXTICR1_EXTI0_PA; |
X شماره رجیستر AFIO_EXTICRx است.
خب کد بالا به این معناست که از داخل رجیستر EXTICR1 پین شماره 0 از پورت A، که این (AFIO_EXTICR1_EXTI0_PA) جمله به صورت define در داخل هدر میکرو وجود دارد.
اما از نظر بیتی جمله AFIO_EXTICR1_EXTI0_PA به صورت زیر نوشته می‌شود:
1 | AFIO -> EXTICR[1-1] |= (0x0 << 0); |
اگر بخواهیم پورت C را برای اینتراپت 7 تنظیم کنیم به صورت زیر عمل می‌کنیم (طبق تصویر AFIO_EXTICR2):
1 | AFIO -> EXTICR[2-1] |= (0x2 << 12); |
حال می‌رویم سر وقت رجیسترهای مختص اینتراپت خارجی:
Interrupt mask register (EXTI_IMR):
این رجیستر برای به این منظور استفاده می‌شود که در هر پایه‌ای اینتراپت بخواهیم داشته باشیم اون پایه رو فعال کنیم.
1 2 | EXTI -> IMR |= (1UL << 0);// for pin 0 interrupt EXTI -> IMR |= EXTI_IMR_M0; // for pin 0 interrupt |
Rising trigger selection register (EXTI_RTSR):
این رجیستر برای این منظور استفاده می‌شود تا پین اینتراپت خارجی ما در لبه بالا رونده عکس العمل ازخودش نشان دهد.
1 | EXTI -> FTSR &=~ EXTI_FTSR_TR0; |
این خط برای clear کردن لبه پایین رونده استفاده می‌شود.
1 | EXTI -> RTSR |= EXTI_RTSR_TR0; |
این خط برای فعال کردن لبه بالا رونده استفاده می‌شود.
Falling trigger selection register (EXTI_FTSR):
این رجیستر برای این منظور استفاده می‌شود تا پین اینتراپت خارجی ما در لبه پایین رونده عکس العمل ازخودش نشان دهد.
1 | EXTI -> RTSR &=~ EXTI_RTSR_TR0; |
این خط برای clear کردن لبه بالا رونده استفاده می‌شود.
1 | EXTI -> FTSR |= EXTI_FTSR_TR0; |
این خط برای فعال کردن لبه پایین رونده استفاده می‌شود.
Pending register (EXTI_PR):
این رجیستر تشخیص می‌دهد که وقفه در کدام پایه اتفاق افتاده است که در تابع وقفه استفاده می‌شود.
1 2 3 4 5 | If(EXTI -> PR & (1UL << 5)) { //your code EXTI -> PR |= (1UL << 5); } |
بعد از تشخیص باید با یک کردن در این رجیستر عمل clear به صورت نرم افزاری صورت بگیرد تا اینتراپت‌های بعدی را هم تشخیص دهیم برای پایه موردنظر.
1 | EXTI -> PR |= (1UL << 5); //clear |
نکته همیشگی: برای استفاده از هر پریفرالی حتما باید کلاک اون پریفرال رو فعال کنید واِلله برنامه شما اصلا عمل نمی‌کنه.
1 | RCC -> APB2ENR |= RCC_APB2ENR_AFIOEN; |
نکته: برای استفاده از اینتراپت خارجی باید حتما پین مورد نظرمون را اول ورودی کنیم.
کد پایانی
امیدوارم موفق باشید.
مهدی حسن‌زاده
متخصص الکترونیکفارغ التحصیل رشته الکترونیک علاقمند به مباحث تخصصی در زمینه میکروکنترلرARMو Signal processing
مقالات بیشتر
پالت | بازار خرید و فروش قطعات الکترونیک
قطعات اضافه و بدون استفاده همیشه یکی از سرباره‌‌های شرکتها و طراحان حوزه برق و الکترونیک بوده و هست. پالت سامانه‌ای است که بصورت تخصصی اجازه خرید و فروش قطعات مازاد الکترونیک را فراهم می‌کند. فروش در پالت
آیسی | موتور جستجوی قطعات الکترونیک
سامانه آی سی سیسوگ (Isee) قابلیتی جدید و کاربردی از سیسوگ است. در این سامانه سعی شده است که جستجو، انتخاب و خرید مناسب تر قطعات برای کاربران تسهیل شود. جستجو در آیسی
سیسوگ‌شاپ | فروشگاه محصولات Quectel
فروشگاه سیسوگ مجموعه ای متمرکز بر تکنولوژی های مبتنی بر IOT و ماژول های M2M نظیر GSM، GPS، LTE، NB-IOT، WiFi، BT و ... جایی که با تعامل فنی و سازنده، بهترین راهکارها انتخاب می شوند. برو به فروشگاه سیسوگ
سیسوگ فروم | محلی برای پاسخ پرسش‌های شما
دغدغه همیشگی فعالان تخصصی هر حوزه وجود بستری برای گفتگو و پرسش و پاسخ است. سیسوگ فروم یک انجمن آنلاین است که بصورت تخصصی امکان بحث، گفتگو و پرسش و پاسخ در حوزه الکترونیک را فراهم می‌کند. پرسش در سیسوگ فرم
سیکار | اولین مرجع متن باز ECU در ایران
بررسی و ارائه اطلاعات مربوط به ECU (واحد کنترل الکترونیکی) و نرم‌افزارهای متن باز مرتبط با آن برو به سیکار
نویسنده شو !
سیسوگ با افتخار فضایی برای اشتراک گذاری دانش شماست. برای ما مقاله بنویسید.