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嵌入式学习day47-硬件-imx6ull-LED

news 2025/9/11 6:29:02

1. 什么是 IOMUXC？

IOMUXC 全称 I/O Multiplexer Controller（输入输出复用控制器）。
它的功能就是：把一个物理管脚（pad）切换到不同的功能。
因为 i.MX6ULL 的管脚非常多，但封装数量有限，所以同一个管脚可以复用成 GPIO / UART / I2C / SPI / ENET / LCD 等多种功能。
你写裸机代码要点亮 LED，首先要通过 IOMUXC 把 LED 所在的引脚复用成 GPIO 功能，否则它可能还在默认的其它外设模式下。

2. IOMUXC 的三个核心寄存器

每个引脚在 IOMUXC 里通常有三类寄存器来配置：

MUX Control 寄存器 (IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_xxx)
- 决定这个 PAD 的功能复用。
- 常见写法：
  - ALT0~ALTn 表示不同外设功能，比如 ALT0=UART，ALT5=GPIO。
- 举例：
```
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x05; // ALT5 表示 GPIO 
```
PAD Control 寄存器 (IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_xxx)
- 配置电气属性，例如：上下拉、驱动能力、速度、开漏等。
- 常用配置项：
  - PKE/PUE → 是否使能上下拉
  - PUS → 上拉/下拉强度
  - DSE → 驱动能力（2/4/8/12/16mA）
  - SPEED → 信号切换速度（低、中、高）
- 举例（常见的 0x10B0 配置）：
  IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x10B0;
Select Input 寄存器 (IOMUXC_xxx_SELECT_INPUT)
- 用于输入信号的路径选择。
- 有些 PAD 有多个输入路径，可以通过这个寄存器选择信号来源。
- 点亮 LED 用不到，一般在配置外设（比如 UART_RX 来源选择）才需要。

3. 使用流程（以 GPIO 点灯为例）

假设 LED 接在 GPIO1_IO03：

开 GPIO1 模块时钟
CCM_CCGR1 |= (3 << 26); // 打开 GPIO1 时钟
设置 PAD 复用
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x05; // ALT5 = GPIO
配置 PAD 电气属性
IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x10B0; // 常用配置：上拉+中驱动
GPIO 配置为输出并控制
GPIO1_GDIR |= (1 << 3); // 设置 GPIO1_IO03 为输出 GPIO1_DR &= ~(1 << 3); // 输出低电平 → LED 亮（低有效）

4. IOMUXC 的重要性

复用配置是裸机开发的第一步，不管是 LED、串口、I2C、SPI 还是 LCD，都必须通过 IOMUXC 把 PAD 映射到对应外设。
配置正确 → 外设才能工作；配置错误 → 信号根本出不来，怎么写驱动都没用。
PAD 电气属性 影响信号质量，驱动能力不够可能带不动外设或 LED 电流。

一、LED 实验中对 SoC 引脚的配置步骤

IO 复用（IOMUX）
- 将物理引脚的功能切换为 GPIO，而不是其他外设功能（如 UART、I²C 等）。
电气特性配置（PAD Control）
- 设置引脚的上下拉电阻、驱动能力、信号上升沿速度、是否开漏或推挽输出。
- 这些参数确保引脚能稳定驱动 LED，同时满足电气特性要求。
引脚方向（GPIO Direction）
- 将该 GPIO 配置为“输出模式”，准备向外提供高/低电平信号。
数据输出控制（GPIO Data）
- 通过写数据寄存器的某一位，控制引脚输出高电平或低电平，从而实现 LED 的点亮与熄灭。
- 实际点亮方式取决于硬件电路的接法（低电平有效或高电平有效）。
实验效果
- 在完成以上配置后，通过不断改变输出电平并加入延时，LED 会实现闪烁效果。

led_init:
//IO复用功能配置ldr r0, =0x020E0068ldr r1, =0x05str r1, [r0]
//引脚电器特性配置ldr r0, =0x020E02F4ldr r1, =0x10B0str r1, [r0]
//引脚方向ldr r0, =0x0209C004ldr r1, [r0]orr r1, r1, #(1 << 3)str r1, [r0] bx lrled_on:ldr r0, =0x0209C000ldr r1, [r0]bic r1, r1, #(1 << 3)str r1, [r0]bx lrled_off:ldr r0, =0x0209C000ldr r1, [r0]orr r1, r1, #(1 << 3)str r1, [r0]bx lr

二、工具链关键组件的作用

编译器（Compiler）
- 将高级语言（C/C++）源代码翻译为目标文件或机器指令。
- 包含语法分析、优化和指令生成等步骤。
连接器 / 链接器（Linker）
- 将多个目标文件和库合并，解析符号引用，分配存储地址。
- 生成最终的可执行文件或带符号的映像文件（如 ELF）。
格式转换器（Object/Format Converter）
- 在不同文件格式之间进行转换。
- 常见用途是将 ELF 文件转换成 BIN/HEX 格式，以便烧录到开发板或 Flash。
反汇编器（Disassembler）
- 将二进制机器码还原为汇编指令，方便阅读和调试。
- 结果通常不包含变量名和注释，只提供指令层面的信息。

(1)使用arm-linux-gnueabihf-gcc只汇编不链接arm-linux-gnueabihf-gcc -c start.S -o start.o -g
(2)使用arm-linux-gnueabihf-ld链接代码到特定地址（得到可执行，可连接程序linux executable linkable file）arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0x87800000 start.o -o start.elf
(3)使用arm-linux-gnueabihf-objcopy 格式转换 arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S(去符号信息) -g(去调试信息) start.elf start.bin
(4)使用arm-linux-gnueabihf-objdump 反汇编（此处只是为了阅读代码，非必要步骤）arm-linux-gnueabihf-objdump -D start.elf  > start.dis