《DNK210使用指南 -CanMV版 V1.0》第十一章 FPIOA管理器实验

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第十一章 FPIOA管理器实验

       本章实验将介绍如何使用CanMV内置的FPIOA管理器脚本来管理芯片内部功能和引脚的映射关系。通过本章的学习，读者将学习到CanMV内置的FPIOA管理器脚本的使用。
       本章分为如下几个小节：
       11.1 FPIOA和FPIOA管理器脚本介绍
       11.2 硬件设计
       11.3 程序设计
       11.4 运行验证

       11.1 FPIOA和FPIOA管理器脚本介绍
       FPIOA（Field Programmable Input and Output Array，现场可编程IO阵列）是Kendryte K210芯片内部的模块，FPIOA最主要的功能是允许用户将Kendryte K210芯片内部的255个功能映射到芯片外围的48个自由IO上，因为Kendryte K210芯片内部外设的功能与Kendryte K210引出的外部引脚是彼此独立的，这样的好处是IO引脚可以再不同时刻扮演不同的角色，极大地方便了软硬件的开发。
       FPIOA管理器脚本是CanMV提供的内置脚本，FPIOA管理器脚本能够帮助开发者将引脚与具体的硬件功能进行绑定或解绑，以及了解GPIO和GPIOHS的使用情况。FPIOA管理器脚本中提供了fm类，fm类中又提供了register()、unregister()和get_gpio_used()方法，下面分别介绍这几个方法的使用。
       register()方法用于将指定的内部功能注册到指定的引脚上，即将引脚与具体的硬件功能进行绑定，register()方法如下所示：

1. fm.register(pin, function, force=True)

复制代码

       通过register()方法，可以很方便的为引脚分配相应的功能。
       pin是指定的引脚编号，Kendryte K210一共有48个自由IO，对应的引脚编号为0~47。
       function指的是具体的硬件功能，如fm.fpioa.GPIOHS0、fm.fpioa.I2C0_SDA等，更详细的硬件功能列表请见表11.1.1。
       force是“强制分配”的使能位，若该参数为“False”则无法对已分配硬件功能的引脚再次分配硬件功能，若该参数为“True”，则不论指定的引脚是都已经被分配硬件功能，都能再次为该引脚分配硬件功能。

表11.1.1 Kendryte K210 FPIOA硬件功能表

       egister()方法的使用示例如下所示：

1. from board import board_info
   
2. from fpioa_manager import fm
   
3. 
   
4. fm.register(board_info.KEY0, fm.fpioa.GPIOHS0, force=True)

复制代码

       unregister()方法用于注销指定注册了内部功能的引脚，即将引脚与具体的硬件功能进行解绑，unregister()方法如下所示：

1. fm.unregister(pin)

复制代码

       通过unregister()方法，可以很方便地释放引脚上分配的硬件功能，pin是指定的引脚编号。
       unregister()方法的使用示例如下所示：

1. from board import board_info
   
2. from fpioa_manager import fm
   
3. 
   
4. fm.unregister(board_info.KEY0)

复制代码

       get_gpio_used()方法用于获取所有GPIO的使用情况，get_gpio_used()方法如下所示：

1. fm.get_gpio_used()

复制代码

       通过get_gpio_used()方法可以很方便地获取GPIO和GPIOHS的引脚分配情况，None表示该硬件功能未被使用。
       get_gpio_used()方法是使用示例如下所示：

1. >>> from fpioa_manager import fm
   
2. >>> for item in fm.get_gpio_used():
   
3. >>>     print(item)
   
4. >>>
   
5. ('fm.fpioa.GPIOHS0', None)
   
6. ('fm.fpioa.GPIOHS1', None)
   
7. ('fm.fpioa.GPIOHS2', None)
   
8. ('fm.fpioa.GPIOHS3', None)
   
9. ('fm.fpioa.GPIOHS4', None)
   
10. ('fm.fpioa.GPIOHS5', None)
    
11. ('fm.fpioa.GPIOHS6', None)
    
12. ('fm.fpioa.GPIOHS7', None)
    
13. ('fm.fpioa.GPIOHS8', None)
    
14. ('fm.fpioa.GPIOHS9', None)
    
15. ('fm.fpioa.GPIOHS10', None)
    
16. ('fm.fpioa.GPIOHS11', None)
    
17. ('fm.fpioa.GPIOHS12', None)
    
18. ('fm.fpioa.GPIOHS13', None)
    
19. ('fm.fpioa.GPIOHS14', None)
    
20. ('fm.fpioa.GPIOHS15', None)
    
21. ('fm.fpioa.GPIOHS16', None)
    
22. ('fm.fpioa.GPIOHS17', None)
    
23. ('fm.fpioa.GPIOHS18', None)
    
24. ('fm.fpioa.GPIOHS19', None)
    
25. ('fm.fpioa.GPIOHS20', None)
    
26. ('fm.fpioa.GPIOHS21', None)
    
27. ('fm.fpioa.GPIOHS22', None)
    
28. ('fm.fpioa.GPIOHS23', None)
    
29. ('fm.fpioa.GPIOHS24', None)
    
30. ('fm.fpioa.GPIOHS25', None)
    
31. ('fm.fpioa.GPIOHS26', None)
    
32. ('fm.fpioa.GPIOHS27', None)
    
33. ('fm.fpioa.GPIOHS28', None)
    
34. ('fm.fpioa.GPIOHS29', 29)
    
35. ('fm.fpioa.GPIOHS30', 37)
    
36. ('fm.fpioa.GPIOHS31', 38)
    
37. ('fm.fpioa.GPIO0', None)
    
38. ('fm.fpioa.GPIO1', None)
    
39. ('fm.fpioa.GPIO2', None)
    
40. ('fm.fpioa.GPIO3', None)
    
41. ('fm.fpioa.GPIO4', None)
    
42. ('fm.fpioa.GPIO5', None)
    
43. ('fm.fpioa.GPIO6', None)
    
44. ('fm.fpioa.GPIO7', None)

复制代码

       11.2 硬件设计

       11.2.1 例程功能
       1. 使用register()方法为IO0引脚注册GPIOHS0功能，然后使用get_gpio_used()方法验证
       2. 使用unregister()方法注销IO0注册的硬件功能，然后使用get_gpio_used()方法验证

       11.2.2 硬件资源
       本章实验内容，主要讲解print()函数的使用，无需关注硬件资源。

       11.2.3 原理图
       本章实验内容，主要讲解print()函数的使用，无需关注原理图。

       11.3 程序设计

       11.3.1 FPIOA管理器脚本
       有关FPIOA管理器脚本的介绍，请见第11.1小节《FPIOA和FPIOA管理器脚本介绍》。

       11.3.2 程序流程图

图11.3.2.1 FPIOA管理器实验流程图

       11.3.3 main.py代码
       main.py中的脚本代码如下所示：

1. from fpioa_manager import fm
   
2. 
   
3. # 为IO0注册GPIOHS0功能
   
4. fm.register(0, fm.fpioa.GPIOHS0)
   
5. print(fm.get_gpio_used()[0])
   
6. 
   
7. # 注销IO0注册的硬件功能
   
8. fm.unregister(0)
   
9. print(fm.get_gpio_used()[0])

复制代码

       可以看到，首先通过fm.register()方法为IO0注册了GPIOHS0的功能，因此接下来将获取到GPIOHS0的IO分配情况将会是IO0。
       接着使用fm.unregister()方法注销了IO0注册的硬件功能，因此接下来将获取到GPIOHS0的IO分配情况将会是None。

       11.4 运行验证
       将DNK210开发板连接CanMV IDE，并点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后，可以看到“串行终端”窗口中输出了一系列信息，如下图所示：

图11.4.1 “串行终端”窗口打印输出

       可以看到，“串行终端”串口中先后分别显示了GPIOHS0的IO分配情况为IO0和None，这与理论推断的结果一致。