英创公司的ARM9工控主板产品 EM9360是一款预装WinCE操作系统,以多种通讯接口、支持各种扩展为其技术特色。EM9360的板载的3路以太网接口、6路串口以及1路CAN接口,均带有标准的WinCE驱动程序,支持应用程序通过WinCE相应的API函数来操作各路网络接口。此外EM9360还与英创公司其他ARM9主板一样,带有精简ISA扩展总线以及12位通用GPIO,精简ISA总线的基本使用方法可参考英创网站的相关信息,而本文则主要介绍EM9360主板中12位GPIO的各种使用方法。
EM9360的12位通用数字IO的各种使用方法列表如下:
数字IO | 高位地址 | 时间同步 | 外部中断 | RS485 | 矩阵键盘 |
GPIO0 |
| PPS_IN# |
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GPIO1 |
| PPS_OUT# |
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GPIO2 |
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| IRQ2 |
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GPIO3 |
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| IRQ3 |
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GPIO4 | ISA_SA5 |
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| 4X4矩阵键盘 |
GPIO5 | ISA_SA6 |
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GPIO6 | ISA_SA7 |
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| COM2_RST# | |
GPIO7 | ISA_SA8 |
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| COM3_RST# | |
GPIO8 | ISA_SA9 |
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| COM4_RST# | |
GPIO9 | ISA_SA10 |
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| COM5_RST# | |
GPIO10 | ISA_SA11 |
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| COM6_RST# | |
GPIO11 | ISA_SA12 |
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| COM7_RST# |
通用GPIO
EM9360上电后的各位IO均处于数字输入状态,通过相应的API函数(定义在em9360_isa_dio.h文件中)这12位GPIO可独立设置为输入或输出,输出电平也可独立设置。
精简ISA总线的高位地址线
基本的精简ISA总线只包含低5为地址总线SA0 – SA4,对大多数IO类型的扩展,5位地址线已足够使用。为了支持存储器类型的扩展,EM9360提供对高位地址总线的支持,其中的SA5 – SA12与GPIO4 – GPIO11复用管脚。为了激活高位地址总线,应用程序需在程序初始化阶段,通用调用API函数
int ISA_ReadUchar( int nSeg, UINT nOffset, UCHAR* pRdValue );
进行一次“哑读”即可。具体需要激活的高位地址还可通过偏移量nOffset的输入值来选择,但至少需要激活SA5和SA6这2位地址总线。举例说明如下:
1、激活SA5和SA6,而其他的还是保持为GPIO,则nOffset = 0x007F;
2、激活SA5–SA7,而其他的还是保持为GPIO,则nOffset = 0x00FF;
3、激活SA5–SA12,最大访问8KB空间,则nOffset = 0x1FFF;
在使用高位地址扩展时,需要注意以下事宜:
·精简ISA总线有2个片选输出,其中CS1#只支持最大1KB的访问空间,而CS0#则可支持最大8KB的访问空间,所以通常用CS0#作为存储器单元的片选控制。
·若客户应用还需要访问更大空间,EM9360还可引出SA13 – SA15信号,使CS0#的访问空间达到64KB。
精简ISA总线扩展的存储器单元一般只能用作数据存储,不能作为程序运行空间。
·激活的地址线应当是由小至大,连续地址空间。
时间同步功能
EM9360支持时间同步功能,基本的使用方法是应用程序打开“PPS1:”设备驱动程序,此时GPIO0将自动转为同步脉冲输入PPS_IN#(低电平有效)。PPS驱动程序被PPS_IN#脉冲触发后,将立即发送时间同步事件,供上层应用线程做必要处理。根据用户设置,PPS驱动程序还可在GPIO1上输出同步脉冲PPS_OUT#(同样是低电平有效),以及自动对当前时间进行整秒调整。
更多的外部中断
基本的精简ISA总线只提供1条外部硬件中断输入IRQ1,上升沿有效。若客户应用需要扩展更多的通讯接口,如增加第二路CAN接口、增加8路串口等等,这时仅仅一条外部中断就不够了,需要更多的外部中断支持,GPIO2和GPIO3则可用于外部中断输入。事实上EM9360的驱动已可支持类似这样的扩展,感兴趣的客户可与英创公司联系了解进一步的使用方法。
作为RS485接口的RST#
GPIO6–GPIO11还可分别作为COM2 – COM7的RTS#控制信号,低电平有效。对RS485接口,若需要使用RTS方向控制方案,则在设置串口参数时,需要特别地把RTS控制段设置为RTS_CONTROL_TOGGLE,相关的代码如下所示:
DCB dcb; // 定义参数控制块
GetCommState( m_hSer, &dcb ); // 读取当前参数块
dcb.fRtsControl = RTS_CONTROL_TOGGLE; // 设置RTS方向控制
SetCommState(m_hSer, &dcb); // 重设串口参数
上述代码中m_hSer为打开串口文件“COMx:”的文件句柄。
在使用RS485通讯时,一般把RTS#有效(低电平)作为发送状态,RTS#无效(高电平)为接收状态。从发送状态切换回接收状态,作为方向控制信号的RTS#,可能会有最长1ms的延时,因此为了防止系统出现收发状态冲突的情况,RS485的波特率最好不超过9600bps。
矩阵键盘
EM9360支持由GPIO驱动的4×4矩阵键盘,具体配置如下:
虚拟键码 | GPIO5 - KIN0 | GPIO7 - KIN1 | GPIO8 - KIN2 | GPIO10 - KIN3 |
GPIO4 - KOUT0 | VK_ESCAPE | VK_0 | VK_DECIMAL | VK_BACK |
GPIO6 - KOUT1 | VK_CAPITAL | VK_1 | VK_2 | VK_3 |
GPIO8 - KOUT2 | VK_SPACE | VK_4 | VK_5 | VK_6 |
GPIO10 - KOUT3 | VK_RETURN | VK_7 | VK_8 | VK_9 |
EM9360已内置了基于GPIO的矩阵键盘驱动程序,加载方法是在应用程序中调用:
HANDLE hDevice = NULL;
hDevice = ActivateDevice( TEXT('Drivers\\gpio_keypad'), 0);
注意在应用程序退出时,应卸载该驱动程序,以避免矩阵键盘驱动程序被反复加载。
我们会根据客户的应用需求,对EM9360的GPIO赋予更多的功能,但无论GPIO有多少功能,在面向具体应用时,每位GPIO只能选择一种应用。对此,客户在进行GPIO功能配置时需特别小心,避免在一个管脚选择多种功能,造成运行结果异常,长期处于这种异常状态还可能导致主板硬件损坏。
已购买EM9360的客户,若需要使用本文所介绍的新增功能,如RS485 RTS#方向控制等,一般需要更新内核和SDK。可以把主板寄回由我们免费更新内核,并从英创公司网站上下载新的SDK,就可使用本文所介绍的全部功能了。
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