Input / Output¶

• Painonappeja, liukukytkin, kosketusnäyttö
• LEDejä
• Ajastinpiiri (engl. Timer)
• Analogia-digitaalimuunnin (AD-muunnin, ADC)
• PWM-piiri (Pulssinleveysmodulaatio, engl. Pulse Width Modulation)
• Sarjaliikennepiirejä, kuten UART, SPI ja I2C
• Haihtumatonta muistia, kuten EPROMia
• USB- ja/tai Ethernet-ohjainpiirejä
• LCD-Näyttö

Pinni¶

Pinnit ja bitit¶

• Asettamalla tämä bitti joko loogiseen nollaan tai ykköseen, fyysisen pinnin jännitetaso muuttuu ja näin ohjelmallisesti ohjataan pinniä ja siihen kytkettyä komponenttia / oheislaitetta.
• Vastaavasti luetaan fyysisen pinnin tila (eli jännite) ja sitä vastaava bitti asettuu vastaavaan loogiseen arvoon.
• Loogista ykköstä (engl. High) yleensä vastaa käyttöjännite (tyypillisesti 3.3V tai 5V) tai jännite sovituissa rajoissa. Usein 2.0-2.7V suuremmat arvot tulkitaan ykköseksi.
• Loogista nollaa (engl. Low) vastaa maataso 0V, tai yleensä 0.7V pienempi jännite.

   ohjausrekisteri = ohjausrekisteri & ~(1 << RESET);//Nollaa run-bitin rekisterissä

Muistiinkuvattu I/O¶

• Nyt hyödynnetään osoitinmuuttujia, alustamalla ne osoittamaan oheislaitteelle varattuihin muistipaikkoihin. Näiden muistipaikkojen osoitteet sovitaan laitteen suunnitteluvaiheessa ja kun oheislaitteelle tehdään kirjasto, niin ne asetetaan siellä kohdilleen valmiiksi.
• Voimme koodista ohjata oheislaitetta käsittelemällä muistipaikoissa niitä vastaavia bittejä. Sekä asettaa ohjausbittejä että lukea laitteen tila ohjausbiteistä.
• Osana ohjausväylää voi myös olla keskeytyspinni, jonka lähettämä signaali (eli keskeytys) siepataan ohjelmassamme ja siihen reagoidaan halutulla tavalla. No, keskeytyksistä lisää ihan hetken päästä..
• Vastaavasti monimutkaisemmassa laitteessa dataväyläksi valitaan muistipaikka/paikkoja, jotka kytketään oheislaitteen dataväylään (ts. pinneihin) ja näihin saadaan laitteelle välitettyä informaatiota binäärilukuina.
• Joissain monimutkaisemmissa oheislaitteissa, kuten näytöissä, voi olla vielä erillinen osoiteväylä, jonka muistipaikat ovatkin laitteen sisäisiä muistipaikkoja. Jännä.

• Yleinen tarkoitus, toiminnallisuudet ja miten niitä käytetään.
• Muistiosoitteet, joissa rekisterit ovat, ja tarjoaako kääntäjäympäristö näitä vastaavat vakiot ja (osoitin)muuttujat valmiiksi.
• Jokaisen rekisterin yksittäisten bittien käyttötarkoitus.

hw_write_masked(
(io_rw_32 *)(VREG_AND_CHIP_RESET_BASE + VREG_AND_CHIP_RESET_VREG_OFFSET), // VREG-rekisterin osoite
(VREG_AND_CHIP_RESET_VREG_VSEL_1_15 << VREG_AND_CHIP_RESET_VREG_VSEL_LSB), // arvo 1100 siirrettynä oikeaan paikkaan -> 4 bittiä
VREG_AND_CHIP_RESET_VREG_VSEL_BITS // kirjoitusmaski biteille [7:4]
);

#include "hardware/vreg.h"

int main(void){
vreg_set_voltage(VREG_VOLTAGE_1_15); // aseta DVDD arvoon 1,15 V
}

Datakirja¶

Kurkistus Picoon¶

void gpio_init(uint gpio);
...
void gpio_deinit(uint gpio);
...
static inline bool gpio_get(uint gpio) {
    ...
}

I/O-pinnien käyttö¶

1. Alustetaan nappia ja lediä ohjaavat pinnit
• Tämä tapahtuu gpio-kirjaston funktiolla gpio_init()
• Keskeytyksiä käsitellään tarkemmin lähitulevaisuudessa, jolloin niiden ymmärtäminen on helpompaa.
2. Laaditaan napinpainalluksen käsittelijäfunktio.
• Alla keskeytysrutiinin käsittelijäfunktio buttonFxn
3. ja tietysti main-funktiossa otetaan nappia vastaava I/O-pinni käyttöön kirjastofunktion avulla
• Keskeytyksen käsittelijä asetetaan gpio-kirjaston funktiolla gpio_set_irq_enabled_with_callback

#include <FreeRTOS.h>
#include <pico/stdlib.h>
#include <hardware/gpio.h>
#include <task.h>
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include <pins.h>

// Napinpainalluksen keskeytyksen käsittelijäfunktio
void buttonFxn(uint gpio, uint32_t eventMask) {
    // Vaihdetaan led-pinnin tilaa negaatiolla
    uint8_t pinValue = gpio_get(LED1);
    pinValue = !pinValue;
    gpio_put(LED1, pinValue);
}

int main(void) {

    stdio_init_all();

    // Otetaan pinnit käyttöön ohjelmassa
    gpio_init(BUTTON1);
    gpio_set_dir(BUTTON1, GPIO_IN);
    
    gpio_init(LED1);
    gpio_set_dir(LED1, GPIO_OUT);

    // Asetetaan painonappi-pinnille keskeytyksen käsittelijäksi
   // funktio buttonFxn
   gpio_set_irq_enabled_with_callback(BUTTON1, GPIO_IRQ_EDGE_RISE, true, buttonFxn);

    vTaskStartScheduler();

    return 0;
}

SDK:n muuttujat pinnien käyttöön¶

Pinnien alustus¶

   gpio_init(BUTTON0);
   gpio_set_dir(BUTTON0, GPIO_IN);
    
   gpio_init(LED1);
   gpio_set_dir(LED1, GPIO_OUT);

Pinnikeskeytyksen käsittelijäfunktio¶

void buttonFxn(uint gpio, uint32_t eventMask) {
    // Vaihdetaan led-pinnin tilaa negaatiolla
    uint8_t pinValue = gpio_get(LED1);
    pinValue = !pinValue;
    gpio_put(LED1, pinValue);
}

Keskeytys mukaan ohjelmaan¶

   // Painonapille keskeytyksen käsittelijä
   gpio_set_irq_enabled_with_callback(BUTTON1, GPIO_IRQ_EDGE_FALL, true, buttonFxn);

Analogisen datan tuottaminen: PWM¶

// Konfiguroi GPIO-pinni PWM:lle
gpio_set_function(LED1, GPIO_FUNC_PWM);

// Selvitä, mikä PWM-slice ohjaa tätä pinniä
uint slice_num = pwm_gpio_to_slice_num(LED1);

// Aseta duty cycle (0–65535). Suurempi arvo = kirkkaampi LED.
pwm_set_gpio_level(LED1, 32768); // ~50 % duty cycle

// Ota PWM-slice käyttöön
pwm_set_enabled(slice_num, true);

• Ensin asetamme LED1 toimimaan PWM-ulostulona tavallisen GPIO:n sijaan.
• Sen jälkeen selvitämme, mikä PWM-slice kuuluu kyseiselle pinnille. Jokainen pinni kuuluu yhteen sliceen, ja SDK tarjoaa pwm_gpio_to_slice_num tätä varten.
• Tämän jälkeen asetamme duty cyclen pwm_set_gpio_level:lla. Arvo määrittää maksimin, jonka ajan signaali pysyy korkeana. Sen jälkeen ja uuden jakson alkuun asti signaali on matala. Tässä tapauksessa arvo 32768 on noin 50 % maksimista 65535. Tämä tarkoittaa, että LED on päällä puolet ajasta ja näyttää siksi puolivaloiselta.
• Lopuksi otamme slicen käyttöön pwm_set_enabled:lla, joka käynnistää PWM-laitteiston.

Lopuksi¶