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一、ZYNQ中MIO和EMIO简介
二、Vivado中搭建block design
1.配置PS端MIO#xff1a;
2.配置PS端EMIO#xff1a;
三、Vitis中新建工程进行GPIO控制
1. GPIO操作头文件gpio_hdl.h#xff1a;
2.GPIO操作源文件gpio_hdl.c#xff1a;
3.main函数进行调用 例程开发…目录
一、ZYNQ中MIO和EMIO简介
二、Vivado中搭建block design
1.配置PS端MIO
2.配置PS端EMIO
三、Vitis中新建工程进行GPIO控制
1. GPIO操作头文件gpio_hdl.h
2.GPIO操作源文件gpio_hdl.c
3.main函数进行调用 例程开发环境
SOC芯片ZYNQ7020
开发环境Vivado2020.2Vitis2020.2
一、ZYNQ中MIO和EMIO简介
以ZYNQ7020为例GPIO总共118个分为了4个bankZU的GPIO和bank数量有所增加其中MIO有两个bank需要注意的是bank1的GPIO数量只有22个其余三个都有32个。
MIO和EMIO均为PS端的GPIO由PS控制其中MIO可直接配置复用成PS外设而EMIO则可以连接到PL端复用为PL端搭建的外设资源 二、Vivado中搭建block design
Vivado工程详细搭建方法可见以下文章
ZYNQ-Linux开发之二Vivado工程搭建、Block Design设计搭建、PS、PL的IP核的使用配置
该工程是在ZYNQ-Vitis(SDK)裸机开发之一基础上进行的修改具体文件见如下连接
ZYNQ-VitisSDK裸机开发之一串口收发使用PS串口PL串口、多个串口使用方法
1.配置PS端MIO 双击IP核进行配置选择MIO Configuration-----I/O Peripherals-----GPIO MIO勾选后默认全部MIO都启用 PS端的MIO是不需要在XDC文件中进行约束的可直接使用 我的板卡使用的是MIO7和MIO8分别控制两个LED灯需要根据自己的原理图进行选择 2.配置PS端EMIO 双击IP核进行配置选择MIO Configuration-----I/O Peripherals-----GPIO EMIO勾选后选取使用的EMIO个数我这选择使用4个EMIO其中两个用来控制PL端的LED剩余两个用作其他使用这里不用管。 勾选EMIO后要将连接LED的PL端引脚与EMIO进行约束这样才能通过EMIO来控制PL端LED的亮灭值得注意的是选取EMIO后系统默认是从GPIO0开始使用约束的话也要从GPIO[0]开始约束在XDC文件中增加管脚约束具体对应引脚需要根据自己项目的硬件原理图确定我的PL端两个LED分别连接到了L15和H15对应XDC文件中约束到GPIO[0]和GPIO[1]上如下 三、Vitis中新建工程进行GPIO控制
1. GPIO操作头文件gpio_hdl.h
1定义GPIO初始化以及配置使用的实例多个GPIO其实可以公用同一个实例这里为了方便分区才每个GPIO都实例化了一个结构体
2使用宏定义重新定义PS GPIO的外设ID号
3定义工程中使用到的GPIO号这里有个需要注意的地方在第一章节就说明了GPIO分为4个bank其中0、1bank是MIO2、3bank是EMIO工程中使用了两个MIO和两个EMIO那么这四个GPIO对应的IO号并不是连续的参见如下关系可知本工程中MIO对应的GPIO号是7、8EMIO对应的GPIO号是54、55因为在vivado中约束时将PL端的LED约束到了EMIO的[0]和[1]上从bank的开头数起对应bank2上的GPIO号即54、55 /* * Max pins in the GPIO device ZYNQ * 0 - 31, Bank 0 * 32 - 53, Bank 1 * 54 - 85, Bank 2 * 86 - 117, Bank 3 */
4定义一些枚举变量用来表示GPIO的输入输出方向、电平的高低、以及是否使能状态等
5声明一些GPIO操作相关的函数例如GPIO初始化、GPIO点评输出、GPIO输入等操作函数
/*!\file gpio_hdl.h\brief firmware functions to manage gpio\version 2024-04-10, V1.0.0\author tbj
*/#ifndef GPIO_HDL_H
#define GPIO_HDL_H#include xgpiops.h#ifdef __cplusplusextern C {
#endif//GPIO初始化实例
XGpioPs MIOLed0, MIOLed1, EMIOLed0, EMIOLed1;//GPIO外设地址ID
#define GPIO_DEVICE_ID XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID//LED灯对应的PS和PL的IO
#define LED0_GPIO_PS_MIO 7
#define LED1_GPIO_PS_MIO 8
#define LED0_GPIO_PL_EMIO 55
#define LED1_GPIO_PL_EMIO 54typedef enum{GPIO_DIR_INPUT 0,GPIO_DIR_OUTPUT,
}GPIO_DIR;typedef enum{GPIO_VALUE_OFF 0,GPIO_VALUE_ON,
}GPIO_VALUE;typedef enum{GPIO_DISABLE 0,GPIO_ENABLE,
}GPIO_EN_STU;//初始化GPIO
int gpio_polled_init(XGpioPs * Gpio_Ptr, u32 Gpio_Pin, GPIO_DIR Gpio_dir, GPIO_VALUE Gpio_init_value,GPIO_EN_STU Gpio_en);
//设置GPIO输出
int set_gpio_value(XGpioPs * Gpio_Ptr, u32 Gpio_Pin, GPIO_VALUE Gpio_value);
//读取GPIO输入
int read_gpio_value(XGpioPs * Gpio_Ptr, u32 Gpio_Pin, GPIO_VALUE *Gpio_value);#ifdef __cplusplus
}
#endif#endif /* GPIO_HDL_H */2.GPIO操作源文件gpio_hdl.c
1分别对头文件中声明的三个GPIO相关函数进行了实现
/*!\file gpio_hdl.c\brief firmware functions to manage gpio\version 2024-04-10, V1.0.0\author tbj
*/#include gpio_hdl.h//GPIO初始化实例,因为EMIO也属于PS所以都使用XGpioPs结构体多个GPIO也可以只初始化一个实例共用/* 功能gpio初始化函数* 参数1GpioPtr-GPIO对象指针* 参数2Gpio_Pin-GPIO对应pin* 参数3Gpio_dir-GPIO方向输入还是输出* 参数4Gpio_init_value-GPIO初始化值* 参数5Gpio_en-GPIO是否使能* 说明Gpio_init_value和Gpio_en只有配置输出时有效配置为输入模式时可以随意填写*/
int gpio_polled_init(XGpioPs * Gpio_Ptr, u32 Gpio_Pin, GPIO_DIR Gpio_dir, GPIO_VALUE Gpio_init_value,GPIO_EN_STU Gpio_en){int Status;XGpioPs_Config *ConfigPtr;ConfigPtr XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);Status XGpioPs_CfgInitialize(Gpio_Ptr, ConfigPtr,ConfigPtr-BaseAddr);if (Status ! XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}//配置GPIO的输入输出模式XGpioPs_SetDirectionPin(Gpio_Ptr, Gpio_Pin, Gpio_dir);//如果GPIO配置为输出模式还要配置使能和默认输出值if(Gpio_dir GPIO_DIR_OUTPUT){//使能输出的GPIOXGpioPs_SetOutputEnablePin(Gpio_Ptr, Gpio_Pin, Gpio_en);//初始化GPIO的值XGpioPs_WritePin(Gpio_Ptr, Gpio_Pin, Gpio_init_value);}/** Max pins in the ZynqMP GPIO device ZU* 0 - 25, Bank 0* 26 - 51, Bank 1* 52 - 77, Bank 2* 78 - 109, Bank 3* 110 - 141, Bank 4* 142 - 173, Bank 5*//** Max pins in the GPIO device ZYNQ* 0 - 31, Bank 0* 32 - 53, Bank 1* 54 - 85, Bank 2* 86 - 117, Bank 3*/return XST_SUCCESS;
}/* 功能设置GPIO的值* 参数1GpioPtr-GPIO对象指针* 参数2Gpio_Pin-GPIO对应pin* 参数3Gpio_value-GPIO输出值*/
int set_gpio_value(XGpioPs * Gpio_Ptr, u32 Gpio_Pin, GPIO_VALUE Gpio_value){u32 Data;XGpioPs_WritePin(Gpio_Ptr, Gpio_Pin, Gpio_value);Data XGpioPs_ReadPin(Gpio_Ptr, Gpio_Pin);if (Data ! Gpio_value) {return XST_FAILURE;}return XST_SUCCESS;
}/* 功能读取GPIO的值* 参数1GpioPtr-GPIO对象指针* 参数2Gpio_Pin-GPIO对应pin* 参数3Gpio_value-GPIO读取值*/
int read_gpio_value(XGpioPs * Gpio_Ptr, u32 Gpio_Pin, GPIO_VALUE *Gpio_value){*Gpio_value (GPIO_VALUE)XGpioPs_ReadPin(Gpio_Ptr, Gpio_Pin);return XST_SUCCESS;
}3.main函数进行调用
1初始化GPIO相关状态进行输入输出、使能等配置
2每隔1秒进行LED等的亮灭操作查看GPIO输出操作是否好用
int main()
{//MIO EMIO测试
#ifdef GPIO_Test//初始化GPIO包括输入输出模式、初始值、是否使能等gpio_polled_init(MIOLed0, LED0_GPIO_PS_MIO, GPIO_DIR_OUTPUT, GPIO_VALUE_OFF, GPIO_ENABLE);gpio_polled_init(MIOLed1, LED1_GPIO_PS_MIO, GPIO_DIR_OUTPUT, GPIO_VALUE_OFF, GPIO_ENABLE);gpio_polled_init(EMIOLed0, LED0_GPIO_PL_EMIO, GPIO_DIR_OUTPUT, GPIO_VALUE_OFF, GPIO_ENABLE);gpio_polled_init(EMIOLed1, LED1_GPIO_PL_EMIO, GPIO_DIR_OUTPUT, GPIO_VALUE_OFF, GPIO_ENABLE);
#endifwhile(1){//************************************GPIO-Test*********************************//
#ifdef GPIO_Testset_gpio_value(EMIOLed0, LED0_GPIO_PL_EMIO, GPIO_VALUE_ON);sleep(1);set_gpio_value(EMIOLed0, LED0_GPIO_PL_EMIO, GPIO_VALUE_OFF);set_gpio_value(EMIOLed1, LED1_GPIO_PL_EMIO, GPIO_VALUE_ON);sleep(1);set_gpio_value(EMIOLed1, LED1_GPIO_PL_EMIO, GPIO_VALUE_OFF);set_gpio_value(MIOLed0, LED0_GPIO_PS_MIO, GPIO_VALUE_ON);sleep(1);set_gpio_value(MIOLed0, LED0_GPIO_PS_MIO, GPIO_VALUE_OFF);set_gpio_value(MIOLed1, LED1_GPIO_PS_MIO, GPIO_VALUE_ON);sleep(1);set_gpio_value(MIOLed1, LED1_GPIO_PS_MIO, GPIO_VALUE_OFF);#endif}return 0;
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