初学DSP（F28335芯片），玩了玩GPIO点了个灯，赶紧对GPIO相关知识进行一个梳理记录。（因为初学，肯定有很多地方理解的有偏差，如若各位大哥大姐们发现错误之处，还请不吝赐教，感谢感谢！）

一、GPIO知识点

1、F28335芯片GPIO一共有88个GPIO口：GPIO0 - GPIO87。

2、分为ABC三组：

组名	GPIO范围	写法
A组	GPIO0 - GPIO31	GPA
B组	GPIO32 - GPIO63	GPB
C组	GPIO64 - GPIO87	GPC

3、寄存器：（x为组名，可取值A、B、C）

寄存器名	功能	含义
GPxMUXn	复用功能寄存器	决定GPIO口是否复用。每2bit表示一个GPIO，故可取值00/01/10/11，即：0/1/2/3。 0：关闭复用功能，当做普通IO口使用 1/2/3：打开复用功能，对应具体复用功能，请查看数据手册 注意：n可以取值1 or 2 原因：mux为32位寄存器，每2bit表示一个GPIO，故一个mux寄存器只能表示16个GPIO口。而每组GPIO有32个GPIO，故要全部表示需要2个MUX寄存器，即：MUX1和MUX2 MUX1：每组GPIO的前半部分，如：GPIO0 ~GPIO15 MUX2：每组GPIO的后半部分，如：GPIO16~GPIO31
GPxDIR	IO方向寄存器	配置IO方向： 0：输入 1：输出
GPxDAT	独立读写IO口寄存器	当IO方向为输入时为只读寄存器; 当IO方向为输出时，可以通过GPxSET设置该寄存器值
GPxSET	置1寄存器	写1有效，写0无效
GPxCLEAR	清0寄存器	写1有效，写0无效
GPxTOOGLE	翻转寄存器	写1有效，写0无效
GPAPUD	是否上拉寄存器	0：上拉 1：不上拉

二、代码

要点亮led灯，需要关注以下几个方面：

• 1、电路图找到led所在GPIO，看是否需要上拉
• 2、所对应GPIO口需要关闭复用功能，作为普通IO口使用
• 3、配置GPIO口为输出口
• 4、将该GPIO配置为低电平或高电平

代码如下（详细代码结构体解析见下章）

/* 设置GPIO口为输出口，并输出低电平 */
GpioCtrlRegs.GPCPUD.bit.GPIO64 = 0;    /* 上拉 */
GpioCtrlRegs.GPCMUX1.bit.GPIO64 = 0;   /* GPIO64属于C组前半部分GPIO，故为GPCMUX1 */
GpioCtrlRegs.GPCDIR.bit.GPIO64 = 1;    /* 1：表示方向为输出 */
GpioDataRegs.GPCCLEAR.bit.GPIO64 = 1;  /* 清零该bit */

三、代码结构体解析

关于上述代码赋值解析，也可以从手册中查看寄存器详细描述，也可以从代码中窥探一二。

如下，以上述代码第二行赋值语句【GpioCtrlRegs.GPCMUX1.bit.GPIO64 = 0;】为例进行解析，为什么GPIO64赋值就要这么表示？

将该结构体变量层层剥开：

变量名为：GpioCtrlRegs

第一级成员为：GPCMUX1

第二级成员为：bit

最后一级成员为：GPIO64

1、结构体变量：GpioCtrlRegs

示例语句：GpioCtrlRegs.GPCMUX1.bit.GPIO64 = 0;

在代码中可以找到变量GpioCtrlRegs的定义与结构体类型定义如下:

volatile struct GPIO_CTRL_REGS GpioCtrlRegs;

struct GPIO_CTRL_REGS {
   union  GPACTRL_REG  GPACTRL;   // GPIO A Control Register (GPIO0 to 31)
   union  GPA1_REG     GPAQSEL1;  // GPIO A Qualifier Select 1 Register (GPIO0 to 15)
   union  GPA2_REG     GPAQSEL2;  // GPIO A Qualifier Select 2 Register (GPIO16 to 31)
   union  GPA1_REG     GPAMUX1;   // GPIO A Mux 1 Register (GPIO0 to 15)
   union  GPA2_REG     GPAMUX2;   // GPIO A Mux 2 Register (GPIO16 to 31)
   union  GPADAT_REG   GPADIR;    // GPIO A Direction Register (GPIO0 to 31)
   union  GPADAT_REG   GPAPUD;    // GPIO A Pull Up Disable Register (GPIO0 to 31)
   Uint32              rsvd1;
   union  GPBCTRL_REG  GPBCTRL;   // GPIO B Control Register (GPIO32 to 63)
   union  GPB1_REG     GPBQSEL1;  // GPIO B Qualifier Select 1 Register (GPIO32 to 47)
   union  GPB2_REG     GPBQSEL2;  // GPIO B Qualifier Select 2 Register (GPIO48 to 63)
   union  GPB1_REG     GPBMUX1;   // GPIO B Mux 1 Register (GPIO32 to 47)
   union  GPB2_REG     GPBMUX2;   // GPIO B Mux 2 Register (GPIO48 to 63)
   union  GPBDAT_REG   GPBDIR;    // GPIO B Direction Register (GPIO32 to 63)
   union  GPBDAT_REG   GPBPUD;    // GPIO B Pull Up Disable Register (GPIO32 to 63)
   Uint16              rsvd2[8];
   union  GPC1_REG     GPCMUX1;   // GPIO C Mux 1 Register (GPIO64 to 79)
   union  GPC2_REG     GPCMUX2;   // GPIO C Mux 2 Register (GPIO80 to 95)
   union  GPCDAT_REG   GPCDIR;    // GPIO C Direction Register (GPIO64 to 95)
   union  GPCDAT_REG   GPCPUD;    // GPIO C Pull Up Disable Register (GPIO64 to 95)
};

可以看到定义中将所有的寄存器都封装到该结构体中，并且将所有的寄存器封装成ABC三组：

​ 前三分之一为A组，中间的为B组，后面的为C组，寄存器名字风格大都一致。

深追下一级成员：GPCMUX1

2、第一级成员：GPCMUX1

示例语句：GpioCtrlRegs.GPCMUX1.bit.GPIO64 = 0;

上面结构体中倒数第四行可以看到该成员定义：union GPC1_REG GPCMUX1; ，是一个union类型GPC1_REG，追进去可以看到定义如下：

union GPC1_REG {
   Uint32              all;
   struct GPC1_BITS    bit;
};

可以看到有两个成员，一个all，一个bit，bit也是一个结构体GPC1_BITS，为第二级成员

疑问：为什么要用union呢？留个疑问下一小节回答。

3、第二级成员：bit

示例语句：GpioCtrlRegs.GPCMUX1.bit.GPIO64 = 0;

第二级成员bit定义如下：struct GPC1_BITS bit;是一个结构体类型，追进去如下：

struct GPC1_BITS {            // bits   description
   Uint16 GPIO64:2;           // 1:0    GPIO64   
   Uint16 GPIO65:2;           // 3:2    GPIO65
   Uint16 GPIO66:2;           // 5:4    GPIO66
   Uint16 GPIO67:2;           // 7:6    GPIO67   
   Uint16 GPIO68:2;           // 9:8    GPIO68
   Uint16 GPIO69:2;           // 11:10  GPIO69
   Uint16 GPIO70:2;           // 13:12  GPIO70   
   Uint16 GPIO71:2;           // 15:14  GPIO71 
   Uint16 GPIO72:2;           // 17:16  GPIO72 
   Uint16 GPIO73:2;           // 19:18  GPIO73   
   Uint16 GPIO74:2;           // 21:20  GPIO74 
   Uint16 GPIO75:2;           // 23:22  GPIO75       
   Uint16 GPIO76:2;           // 25:24  GPIO76 
   Uint16 GPIO77:2;           // 27:26  GPIO77 
   Uint16 GPIO78:2;           // 29:28  GPIO78 
   Uint16 GPIO79:2;           // 31:30  GPIO79 
};

可以看到，该结构体表示了GPIO64~GPIO79，且内部用了C语言中【位域】的语法，每2bit表示一个GPIO，所以一个32bit寄存器可以表示16个GPIO口。

所以不难发现，上一级成员中，有两个子成员（【32位的all】和【结构体GPC1_BITS】）。

（1）当代码使用第一个成员all的时候，表示所有的bit即：结构体中所有的GPIO口（GPIO64~GPIO79），

（2）当使用子成员bit的时候，可以继续具体到内部成员，具体到每一个GPIO口。

4、最后一级成员：GPIO64

示例语句：GpioCtrlRegs.GPCMUX1.bit.GPIO64 = 0;

所以整个语句需要表示GPIO64，则可以计算出来64是属于C组GPIO的前半部分，

（1）C组，则应该是GPC

（2）前半部分GPIO，则应该是MUX1

故合起来是GPCMUX1。其他各个成员则都一样。

同理，要表示GPIO82，则完整表达是应该是：GpioCtrlRegs.GPCMUX2.bit.GPIO82

5、GPCMUX1与GPCMUX2区别

所以一级一级追下来，可以发现GPIO64，就属于C组的GPIO，因为2bit表示一个GPIO，所以一个32bit的寄存器只能表示16个GPIO，所以只能表示到GPIO64~GPIO79，

那么猜想后16个GPIO应该也有一个寄存器表示，回到最开始的结构体变量定义中，可以找到相邻的两个语句：

struct GPIO_CTRL_REGS {
   ...
   union  GPC1_REG     GPCMUX1;   // GPIO C Mux 1 Register (GPIO64 to 79)
   union  GPC2_REG     GPCMUX2;   // GPIO C Mux 2 Register (GPIO80 to 95)
   ...
};

其实GPCMUX1与GPCMUX2，是一模一样的定义，只是GPCMUX2恰好表示后面16个GPIO口，应该是GPIO80~GPIO95，可以看到官方代码中注释也是(GPIO80 to 95)，但是，由于F28335芯片总共只有88个GPIO，所以GPIO最大应该是GPIO87。

追到代码中可以验证，代码如下：

struct GPC2_BITS {            // bits   description
   Uint16 GPIO80:2;           // 1:0    GPIO80   
   Uint16 GPIO81:2;           // 3:2    GPIO81 
   Uint16 GPIO82:2;           // 5:4    GPIO82 
   Uint16 GPIO83:2;           // 7:6    GPIO83   
   Uint16 GPIO84:2;           // 9:8    GPIO84
   Uint16 GPIO85:2;           // 11:10  GPIO85 
   Uint16 GPIO86:2;           // 13:12  GPIO86    
   Uint16 GPIO87:2;           // 15:14  GPIO87
   Uint16 rsvd:16;            // 31:16  reserved
};