实验四GPIO 输入实验一、实验目的1、能够使用GPIO的输入模式读取开关信号。
2、掌握GPIO相关寄存器的用法和设置。
3、掌握用C语言编写程序控制GPIO。
二、实验环境PC机一台ADS 1.2集成开发环境一套EasyARM2131教学实验平台一套三、实验内容1.实验通过跳线JP8 连接KEY1与P0.16，程序检测按键KEY1 的状态，控制蜂鸣器BEEP 的鸣叫。
按下KEY1，蜂鸣器鸣叫，松开后停止蜂鸣。
（调通实验后，改为KEY3键进行输入）。
2.当检测到KEY1有按键输入时点亮发光二极管LED4并控制蜂鸣器响，软件延时后关掉发光管并停止蜂鸣，然后循环这一过程直到检测按键没有输入。
（键输入改为键KEY4，发光管改为LED6）。
3.结合实验三，当按下按键Key1时，启动跑马灯程序并控制蜂鸣器响，软件延时后关掉发光管并停止蜂鸣，然后循环这一过程直到检测按键再次按下。
四、实验原理当P0 口用于GPIO输入时（如按键输入），内部无上拉电阻，需要加上拉电阻，电路图参见图 4.2。
进行GPIO 输入实验时，先要设置IODIR 使接口线成为输入方式，然后读取IOPIN 的值即可。
图4.2按键电路原理图实验通过跳线JP8 连接KEY1_P0.16，程序检测按键KEY1 的状态，控制蜂鸣器BEEP 的鸣叫。
按下KEY1，蜂鸣器鸣叫，松开后停止蜂鸣。
在这个实验中，需要将按键KEY1 输入口P0.16 设为输入口而蜂鸣器控制口P0.7 设置为输出口。
蜂鸣器电路如图 4.3 所示，当跳线JP6 连接蜂鸣器时，P0.7 控制蜂鸣器，低电平时蜂鸣器鸣叫。
LED灯电路如图4.4所示，低电平时灯亮。
图4.3 蜂鸣器控制电路图 4.4 LED 控制电路程序首先设置管脚连接寄存器PINSEL0 和PINSEL1，设置P0.16 为输入，设置P0.7，P1.21 为输出。
然后检测端口P0.16 的电平，对P0.7, P1.21进行相应的控制，流程图如图4.5 所示，实现程序见程序清单 4.1。
图 4.5 按键输入实验流程图五、实验步骤、源代码及调试结果内容1实验步骤①启动ADS1.2IDE集成开发环境，选择ARM Executable Image for lpc2131工程模板建立一个工程BEEP_key。
②在user组里编写主程序代码main.c。
③选用DebugInFLASH生成目标，然后编译链接工程。
④将EasyARM教学实验开发平台上的相应管脚跳线短接。
⑤选择Project->Debug，启动AXD进行JLINK仿真调试。
⑥全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停止。
如下图所示：⑦单击Context Variable图标按钮（或者选择Processor Views->Variables）打开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。
选择System Views->Debugger Internals 即可打开LPC2000系列ARM7微控制器的片内外寄存器窗口。
通过变量窗口可以观察变量BEEP、KEY1等的值和ARM7微控制器的片内外寄存器窗口。
如下图所示：⑧可以单步运行程序，先按下Key1，观察IO0PIN寄存器的值，然后断开Key1，观察IO0PIN寄存器的值。
可以设置/取消断点；或者全速运行程序，停止程序运行，观察变量的值，判断蜂鸣器控制是否正确。
如下图所示：图4.6 未按下Key1时IO0PIN的值图4.7 按下Key1时IO0PIN的值由上两图可知，当按下Key1时，IO0PIN寄存器的第16位由1变为0（F变为E），key1与P0.16相连，按下Key1时，P0.16管脚输出电平由1变为0，寄存器值变化，蜂鸣器响，说明控制是正确的。
现象描述：按下KEY1，蜂鸣器鸣叫，松开后停止蜂鸣。
源代码：#include "config.h"const uint32 BEEP = 1 << 7; // P0.7 控制蜂鸣器const uint32 KEY1 = 1 << 16; // P0.16 连接KEY1（改为KEY3时，只需“const uint32 KEY1 = 1 << 16”改为“const uint32 KEY3 = 1 << 18”，其余不变。
）/********************************************************************************************* 函数名称：main()** 函数功能：GPIO 输入实验测试。
** 检测按键KEY1。
KEY1 按下，蜂鸣器蜂鸣，松开后停止蜂鸣。
** 跳线说明：把JP8 的KEY1 跳线短接，JP11 连接蜂鸣器。
*******************************************************************************************/int main (void){ PINSEL0 = 0x00000000; // 所有管脚连接GPIOPINSEL1 = 0x00000000;IO0DIR = BEEP; // 蜂鸣器控制口输出，其余输入while (1){ if ((IO0PIN & KEY1) == 0) IO0CLR = BEEP; // 如果KEY1 按下，蜂鸣器鸣叫else IO0SET = BEEP; // 松开则停止蜂鸣}return 0;}内容二实验步骤①启动ADS1.2IDE集成开发环境，选择ARM Executable Image for lpc2131工程模板建立一个工程BEEP_key。
②在user组里编写主程序代码main.c。
③选用DebugInFLASH生成目标，然后编译链接工程。
④将EasyARM教学实验开发平台上的相应管脚跳线短接。
⑤选择Project->Debug，启动AXD进行JLINK仿真调试。
⑥全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停止。
如下图所示：⑦单击Context Variable图标按钮（或者选择Processor Views->Variables）打开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。
选择System Views->Debugger Internals 即可打开LPC2000系列ARM7微控制器的片内外寄存器窗口。
通过变量窗口可以观察变量BEEP、KEY1等全局变量、i等本地变量和ARM7微控制器的片内外寄存器窗口。
如下图所示：左图所示为ARM7微控制器的片内寄存器窗口。
图4.9 本地变量图4.8 全局变量⑧可以单步运行程序，先按下Key1，观察IO0PIN寄存器的值，然后断开Key1，观察IO0PIN寄存器的值。
可以设置/取消断点；或者全速运行程序，停止程序运行，观察变量的值，判断蜂鸣器控制是否正确。
如下图所示：.图4.10 未按下KEY1时IO0PIN的值图4.11 按下KEY1后IO0PIN的值对比图4.10和4.11，发现按下KEY1后，IO0PIN寄存器的第16位由1变为0；而KEY1对应管脚P0.16，当按下时输入低电平，这说明KEY1的控制是正确的。
上图所示为运行“IO0CLR = BEEP”后IO0PIN寄存器的值，与图4.10对比，发现第8位由1变为0，BEEP对应P0.7管脚，这说明BEEP的控制是对的。
现象描述：当按下KEY1时，蜂鸣器鸣响，LED4亮；当松开KEY1后，蜂鸣器静音，LED4灭。
源代码如下：#include "config.h"const uint32 BEEP = 1 << 7; // P0.7 控制蜂鸣器const uint32 KEY1 = 1 << 16; // P0.16 连接KEY1（改为KEY4按键时，只需把上句代码改为“const uint32 KEY4=1<<19”，其余不变）const uint32 LEDS4= 1 << 21; // P1[21]控制LED4，低电平点亮（改为LED6时，只需把上句代码改为“const uint32 LED6=1<<23”，其余不变。
）/***************************************************************************** 函数名称：main()** 函数功能：GPIO 输入实验测试。
** 检测按键KEY1。
KEY1 按下，蜂鸣器蜂鸣，松开后停止蜂鸣。
** 跳线说明：把JP8 的KEY1 跳线短接，JP11 连接蜂鸣器。
*******************************************************************************************/int main (void){Uint32 i;PINSEL0 = 0x00000000; // 所有管脚连接GPIOPINSEL1 = 0x00000000;IO0DIR = BEEP; // 蜂鸣器控制口输出0IO1DIR = LEDS4; // 设置LED4 灯亮while (1){ if ((IO0PIN & KEY1) == 0)for(i=0; i<1000; i++); // 软件延时{IO0CLR = BEEP; // 如果KEY1 按下，蜂鸣器鸣叫IO1DCLR = LEDS4; // 设置LED4 灯亮}else{IO0SET = BEEP; // 松开则停止蜂鸣IO1SET= LEDS4; // 设置LED4 灯灭}for(i=0; i<1000; i++); // 软件延时}return 0;}内容三实验步骤①启动ADS1.2IDE集成开发环境，选择ARM Executable Image for lpc2131工程模板建立一个工程BEEP_key。
②在user组里编写主程序代码main.c。
③选用DebugInFLASH生成目标，然后编译链接工程。
④将EasyARM教学实验开发平台上的相应管脚跳线短接。
⑤选择Project->Debug，启动AXD进行JLINK仿真调试。
⑥全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停止。
如下图所示：⑦单击Context Variable图标按钮（或者选择Processor Views->Variables）打开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。