文章目录前言一、了解开发板电路二、了解芯片的启动配置三、了解芯片内部GPIO的部分电路四、明确目的看数据手册五、代码编写1.main主函数编写2.led.c模块的编写3.led.h模块的编写4.led模块CMakeLists.txt文件的编写5.main主函数的CMakeLists.txt文件编写六、我踩的一些坑七、总结前言我之前学习过stm32的HAL库但是还是不会看数据手册所以我想先从ESP32开始学习看数据手册配置寄存器而后再去深入学习stm32在这里我是想分享自己的学习过程来做到复盘的效果我使用的是ESP32-WROOM-32开发板在vscode上开发欢迎各位大佬指点。我今天学习的是配置GPIO的寄存器点亮LED。一、了解开发板电路可以看到这里开发板上有LED连接的GPIO2且高电平亮在这里使用GPIO2使LED闪烁二、了解芯片的启动配置在这里我们了解到了芯片自启动的流程还有看到GPIO2还在启动上发挥着一些作用可以看到当GPIO0为1GPIO为任意值就会启动从flash下载到RAM然后就会运行程序那我编写的代码会不会影响启动呢是不会的因为代码是在启动后才运行的在还未启动时内部会有上/下拉电阻来配置GPIO2的电平三、了解芯片内部GPIO的部分电路1)首先先看芯片内部的原理图可以看出图中将GPIO输入和输出分为了三大路上面那一路是高速外设路径高速信号需要最小的延迟和干扰新开一路 GPIO matrix 可以获得更好的高频特性中间那一路是GPIO_matrix是GPIO交换矩阵就像一个交叉开关可以将外设信号接到任意GPIO引脚这两路都共同连接着IO_MUXIO_MUX是输入输出多路复用器它可以让一个引脚复用多个功能可以决定每个引脚连接到内部哪个模块所以ESP32在外设引脚上在很大程度是不固定的然后最后一路RTC路径是低功耗路径因为在深度睡眠模式下CPU和大部分外设都关闭了只有RTC模块保持工作所以可以在低功耗模式下检测外部事件(检测按键)唤醒芯片。这副图就讲了信号如何输出和输入的(这里Buf是输出缓冲器)不过多赘述四、明确目的看数据手册1)首先要先明确自己的目的点亮LED以及确定目标GPIO及更改对应GPIO引脚的电平为目标电平所以需要输出使能的寄存器和修改对应GPIO口电平的寄存器此时翻看芯片手册查找输出使能寄存器和输出置位寄存器可以看到注意到该小节括号中的地址是基于GPIO基地址0x3FF4_4000的地址偏移量所以需要明确对应寄存器的值。首先是输出置位寄存器这里我使用的是GPIO2所以看到GPIO_OUT_REG寄存器是GPIO0-31的32位输出值寄存器是可读可写的寄存器下面又有输出置位寄存器GPIO_OUT_W1TS_REG和输出清零寄存器GPIO_OUT_W1TC_REG这两个寄存器都是只写的寄存器且都是32位的寄存器而后我们看到GPIO_OUT_W1TS_REG 寄 存器在每一位置 1则 GPIO_OUT_REG 中的相应位也会置 1GPIO_OUT_W1TC_REG寄存器也是类似清零后相应的GPIO_OUT_REG寄存器中对应的值也会清零可以看到我们既可以编写GPIO_OUT_REG寄存器直接控制对应GPIO引脚的高低电平也可以更改GPIO_OUT_W1TS_REG寄存器和GPIO_OUT_W1TC_REG寄存器来做到置1和清零。这里我说一下我对这几个寄存器的理解首先对于寄存器赋值这里赋值都是将数值覆盖整个寄存器所以这就面临了几个问题如果我在使用GOIO_OUT_REG改变高低电平时若不提前读取更改前对应的引脚电平那么一旦赋值就可能会改变原来一些引脚的电平,而且还可能会遇到多任务或中断环境下多个执行流同时访问共享资源时由于执行顺序不确定而导致的不可预测行为也就是竞态风险。而对比之下的GPIO_OUT_W1TS_REG寄存器在对应GPIO引脚位置写1同步到GPIO_OUT_REG寄存器上就只有对应GPIO引脚上才会变为高电平GPIO_OUT_W1TC_REG寄存器也是一样所以还是感觉下面两个比较安全。2)接下来就是输出使能寄存器了这里和上面的三个寄存器也是很类似就不过多赘述了。五、代码编写1.main主函数编写#includestdio.h#includestdint.h#includeled.hvoidapp_main(void){led_init();while(1){led_flash();}}2.led.c模块的编写#includeled.h#includestdint.h#defineBASE_ADDRESS0x3FF44000#defineGPIO_OUT_W1TS_REG_ADDRESS(BASE_ADDRESS0x0008)#defineGPIO_ENABLE_W1TS_REG_ADDRESS(BASE_ADDRESS0x0024)#defineGPIO_OUT_W1TC_REG_ADDRESS(BASE_ADDRESS0x000c)voiddelay(intcount){volatileinti;for(i0;icount;i){__asm__(nop);//空操作}}voidled_init(void){*((volatileuint32_t*)GPIO_ENABLE_W1TS_REG_ADDRESS)(12);//启用GPIO2输出(12)相当于将1向左移两位到GPIO2//因为是对地址操作所以要在前面加个*//volatile是告诉编译器这个地址的值可能会被更改让编译器不要优化而跳过或合并对寄存器的读写操作//(uint32_t*)是将地址转换为指向32位无符号整数的指针*((volatileuint32_t*)GPIO_OUT_W1TC_REG_ADDRESS)(12);//设置GPIO2初始为低电平}voidled_flash(void){*((volatileuint32_t*)GPIO_OUT_W1TS_REG_ADDRESS)(12);delay(500000);*((volatileuint32_t*)GPIO_OUT_W1TC_REG_ADDRESS)(12);delay(500000);}3.led.h模块的编写#ifndef__LED_H__#define__LED_H__voidled_init(void);voidled_flash(void);#endif4.led模块CMakeLists.txt文件的编写//此文件用于告诉构建系统如何编译这个LED 组件set(src_dirs.)//set用于定义变量//src_dirs变量名代表源文件目录//‘.’代表源文件在当前目录.c文件set(include_dirs.)//include_dirs变量名代表头文件目录.h文件set(requires driver)//requires变量名代表依赖的组件//driver是ESP-IDF 的驱动组件包含 GPIO、UART、SPI 等驱动idf_component_register(SRC_DIRS ${src_dirs}INCLUDE_DIRS ${include_dirs}REQUIRES ${requires})//idf_component_registerESP-IDF 的核心命令用于向构建系统注册组件//SRC_DIRS ${src_dirs}展开为 SRC_DIRS .指定源文件目录//INCLUDE_DIRS ${include_dirs}展开为 INCLUDE_DIRS .指定头文件目录//REQUIRES ${requires}展开为 REQUIRES driver声明依赖组件component_compile_options(-ffast-math-O3-Wno-errorformat-Wno-format)//component_compile_options是ESP-IDF命令用于为当前组件设置编译选项//-ffast-math启用快速数学运算//-O3最高级别的优化优化代码大小和执行速度//-Wno-errorformat关闭格式相关警告作为错误//-Wno-format关闭格式检查警告5.main主函数的CMakeLists.txt文件编写idf_component_register(SRCSmain.cINCLUDE_DIRS.REQUIRES LED)//SRCS是Sources 的缩写指定组件的源文件//告诉编译器这个组件的源代码在 main.c 文件里//头文件目录在本路径下//组件是LED解释一下CMakeLists.txt文件的作用结合代码的运行流程(个人理解)启动构建 读取根目录配置扫描组件 发现并解析组件配置编译组件 指定源文件和头文件目录链接组件 自动处理依赖关系生成固件 生成可烧录文件运行 执行 main()总结就是CMakeLists.txt就是告诉DSP-IDF去哪找文件依赖什么组件如何优化编译注:一个文件目录下可能有多个.c和.h文件所以编译器会先看你引用了哪些再去找对应的头文件而源文件是全部编译。六、我踩的一些坑开始本来我想使用GPIO12外接LED但是不管怎么试都不亮我用万用表打GPIO12的引脚也一直是低电平因为我之前用库函数写的时候GPIO12是可以改变电平的而后我就开始查数据手册看GPIO12是否有其他的作用看到MTDI应该保持低电平而对应电路图MTDI对应的就是io12为什么要保持低电平呢应该是因为低电平的GPIO12对应的是3.3V的Flash模式但是为什么库函数编写时可以改变呢我觉得应该是因为在库函数调用时自动处理了一些底层操作禁用了GPIO12的一些功能。七、总结以上就是今天要讲的内容学的不够深可能有些说法有问题,欢迎指正也欢迎各位大佬们提出对文章建议和对我的建议感谢大家的阅读。