Freescale公司的MC9328MXL通用I／O接口電路

1. 基本原理

Freescale 公司的MC9328MXL處理器是一款集低功耗、高度集成性、軟件兼容性、智能設(shè)計技術(shù)等優(yōu)勢于一體的CPU。處理器內(nèi)置支持LCD/觸摸屏接口、CMOS Sensor接口、SD卡、串口、I2C、I2S等，接口豐富，非常適合應(yīng)用于：手持設(shè)備、可視電話、樓宇的對講系統(tǒng)、VoIP、IPcamera、數(shù)碼產(chǎn)品、醫(yī)療電子設(shè)備和各種其它移動無線應(yīng)用。

MC9328Mxl提供了18個可編程的I／O端口GPIO，用戶可將每個端口配置為輸入模式、輸出模式或特殊功能模式，由片內(nèi)的特殊功能寄存器控制。

從圖1l-5中可以看出，通過配置MXl內(nèi)部GI[JS_x相應(yīng)的寄存器就可以將片外引腳連接(邏輯上的)到不同的功能線上。這樣就做到了引腳的復(fù)用。

當(dāng)引腳配置為GPIO后，還需要進一步配置該引腳作為輸入引腳還是作為輸出引腳，這將決定在邏輯上該引腳內(nèi)部連接到輸入數(shù)據(jù)寄存器還是輸出數(shù)據(jù)寄存器。如果作為輸入引腳，引腳上的電平狀態(tài)會即時被寫入輸入數(shù)據(jù)寄存器。如果作為輸出引腳，寫入輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容就會以邏輯電平的形式及時反映到引腳外部。


為了方便用戶的開發(fā)，核心板和擴展板都設(shè)置了相應(yīng)的I／O接口，這些接口的設(shè)置極大地方便了用戶的開發(fā)工作，使開發(fā)者能夠比較方便地對系統(tǒng)進行信號輸入信號輸出。表10-11列舉了開發(fā)系統(tǒng)中所有的I／O的定義及其相應(yīng)的功能描述。

MC9328MXl各個GPIO作為輸入時，都可作為獨立中斷源使用。同時每個中斷源獨立的寄存器設(shè)置以配置相應(yīng)中斷的觸發(fā)方式以及是否屏蔽。系統(tǒng)中使用了14個外部申請：以太網(wǎng)卡中斷申請、A／D模塊中斷申請、鍵盤中斷申請及按鍵組中斷申請，如表11-2所示。



2. 硬件接口電路

1．開關(guān)量輸入和LED顯示接口

EMOTION ARM9 Linux開發(fā)系統(tǒng)的開關(guān)量模塊由8個帶LED指示燈的按鍵組成，如圖11-6所示。K2、K3、K4、K5按鍵為帶自鎖按鍵，K6、K7、K8、K9鍵為不帶




自鎖的按鍵。觸發(fā)K2、K3、K4、K5鍵后處于鎖定狀態(tài)，輸出3.3V電平，LED處于點亮狀態(tài)。再次觸發(fā)：K2、K3、K4、K5鍵，輸出低電平同時L,ED熄滅。觸發(fā)K6、K7、K8、K9鍵后輸出3.3V電平同時相應(yīng)LED點亮，釋放按鍵后輸出低電平，同時LED熄滅。

KEY2～KEY9按下的時候會在與之連接的MXl對應(yīng)的GPIO引腳上產(chǎn)生低電平，KEY2～KEY9抬起的時候會在與之連接的MXl對應(yīng)的GPIO引腳上產(chǎn)生高電平(見表1l-3)。經(jīng)過軟件配置后，MXl可以根據(jù)這個電平變化產(chǎn)生中斷。當(dāng)中斷產(chǎn)生后，軟件可以查詢是哪個引腳產(chǎn)生的中斷，并且驅(qū)動與LED相連的GPIO輸出高電平，點亮對應(yīng)的LED燈。我們將POART’A11～14，POARTC22～24，POARTC26這8個引腳配置為GPIO輸出引腳，用來控制IED的狀態(tài)。POART3～POART。A lO這8個引腳配置為GPIO輸入功能，并配置為低電平觸發(fā)中斷。當(dāng)這8個引腳的任意一個產(chǎn)生低電平都會產(chǎn)生一個中斷并進入中斷服務(wù)程序，在中斷服務(wù)程序中根據(jù)中斷狀態(tài)寄存器ISR，可以判斷是哪個引腳產(chǎn)生的中斷。然后我們向?qū)?yīng)的輸出引腳的DR寄存器寫入1，控制該輸出引腳輸出低電平，從而點亮對應(yīng)的LED。







實驗系統(tǒng)提供了8個GPIO端口?？捎蛇@8個GPIO進行鍵盤掃描，根據(jù)獲得的GPIO端口狀態(tài)來判斷哪個鍵被觸發(fā)。最大掃描陣列為4x4。以MC9328MXl的PAl5、PAl6、PCI6、PCI7作為列輸出驅(qū)動COL-3，用MC9328MXl的PCI4、PCI5、PA0、PCI3作為行掃描線ROW0-3。鍵盤跳線兒l的短路子安裝應(yīng)跳在電源側(cè)，如圖ll一7所示，就相當(dāng)于在KEYCOL0～KEYCOI。3上分別加了上拉電阻，則KEYROW0～KEYROW3在有鍵盤鍵按下時，會有相應(yīng)的電壓變化。靜態(tài)測試也可以，用萬用表的歐姆擋測量，一般按鍵按下時會有相應(yīng)的電壓變化。靜態(tài)測試也可以，用萬用表的歐姆擋測量，一般按鍵按下時會有幾Ω到幾百Ω的電阻，和鍵盤的材料有關(guān)。下面給出對應(yīng)測量KEYCOI。0～KEYCOI。3和KEYROW0～KEYROW3時，對應(yīng)按下鍵值：



例如鍵“1”按下，用萬用表測量KEYCOI_，0和KEYROW0之間電阻為O～幾百Q(mào)之間為正常，其他依此類推。

鍵盤引腳與MC9328MXl引腳的對應(yīng)如表l 1．5所示，4x4鍵盤接口電路如圖11．8所示。