硬件原理图

在开发板的资料里可以找到和LED相关的硬件原理图，如下图所示，最终的目的就是要控制GPIO1_3口的电平输出。

GPIO配置

教程中以STM32初始化GPIO的步骤作为参照，说明了I.MX6U的初始化步骤也与之相同：

    1.使能GPIO对应的时钟。

    2.设置寄存器IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX，设置IO的复用功能，使其复用为GPIO功能。

    3.设置寄存器IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX，设置IO的上下拉、速度等。

    4.配置GPIO，设置输入/输出，是否使能中断，默认输出电平等。

以下摘录I.MX6UL的参考手册里的一张图，可以看到和GPIO配置的相关的寄存器。左下角可以看到和IO复用相关的两个寄存器：SW_MUX_CTL_PAD_*和SW_PAD_CTL_PAD_*。再往上可以看到GPIO相关的8个寄存器。关于

IO复用

IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_<PAD NAME>是软件复用控制寄存器，IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_<PAD_NAME>是软件管脚控制寄存器。

以参考文档里的IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器为例，可见寄存器的地址为20E_0068h，这个寄存器是32位的，但是只用到了最低5位，其中bit0~bit3(MUX_MODE)指明复用功能。

以参考文档里的IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器为例，可见寄存器的地址为20E_02F4h，这个寄存器也是32为的，只用到其中的低17位。由于参数比较多，抄写了教程里的说明。

    HYS(bit16):用来使能迟滞比较器，当IO作为输入功能的时候有效，用于设置输入接收器的施密特触发器是否使能。如果需要对输入波形进行整形的话可以使能此位。此位为0的时候禁止迟滞比较器，为1的时候使能迟滞比较器。

    PUS(bit15:14):用来设置上下拉电阻。

    PUE(bit13):当IO作为输入的时候，这个位用来设置IO使用上下拉还是状态保持器。当为0的时候使用状态保持器，当为1的时候使用上下拉。状态保持器在IO作为输入的时候才有用，顾名思义，就是当外部电路断电以后此IO口可以保持住以前的状态。

    PKE(bit12):此位用来使能或者禁止上下拉/状态保持器功能，为0时禁止上下拉/状态保持器，为1时使能上下拉和状态保持器。

    ODE(bit11):当IO作为输出的时候，此位用来禁止或者使能开路输出，此位为0的时候禁止开路输出，为1的时候使能开路输出。

    SPEED(bit7:6):此位用来设置IO速度。

    DSE(bit5:3):当IO用作输出的时候用来设置IO的驱动能力。

    SRE(bit0):此位用来设置压摆率。当此位为0的时候是低压摆率，当为1的时候是高压摆率。这里的压摆率就是IO电平跳变所需要的时间，比如从0到1需要多少时间，时间越小波形就越抖，说明压摆率高；反之，时间越多波形就越缓，压摆率就越低。如果产品要过EMC的话就可以使用小的压摆率，因为波形缓和，如果当前所使用的IO做高速通信的话就可以使用高压摆率。

GPIO设置

当IO用作GPIO的时候需要设置的寄存器一共有八个，分别为DR、GDIR、PSR、ICR1、ICR2、EDGE_SEL、IMR和ISR。

1. DR寄存器

DR寄存器是数据寄存器，结构如下图所示，此寄存器是32位，一个GPIO组最大只有32个IO，因此DR寄存器中的每个位都对应一个GPIO。当GPIO被配置为输出功能以后，向指定的位写入数据那么相应的IO就会输出相应的高低电平，比如要设置GPIO1_IO00输出高电平，那么就应该设置GPIO1.DR=1。当GPIO被配置为输入模式以后，此寄存器就保存着对应IO的电平值，每个位对应一个GPIO，例如，当GPIO1_IO00这个引脚接地的话，那么GPIO1.DR的bit0就是0。

2. GDIR寄存器

GDIR寄存器是是方向寄存器，用来设置某个GPIO的工作方向，即输入/输出。同样，每个IO对应一位，如果要设置GPIO为输入的话就设置相应的为0，如果要设置为输出的话就设置为1。比如要设置GPIO1_IO00为输入，那么GPIO1.GDIR=0。

3. PSR寄存器

PSR寄存器是GPIO状态寄存器。PSR寄存器也是一个GPIO对应一位，读取相应的位可获取对应的GPIO的状态，也就是GPIO的高低电平值。功能和输入状态下的DR寄存器一样。

4. ICR1寄存器；5. ICR2寄存器

ICR1和ICR2这两个寄存器，都是中断控制寄存器，ICR1用于配置低16个GPIO，ICR2用于配置高16个GPIO，ICR1寄存器如下图所示。

ICR寄存器中每个GPIO用两位来配置中断的触发方式，如要设置GPIO1_IO15为上升沿触发中断，那么GPIO1.ICR1=2<<30。

6. IMR寄存器

IMR寄存器是中断屏蔽寄存器。IMR寄存器也是一个GPIO对应一位，用来控制GPIO的中断禁止和使能，如果使能某个GPIO的中断，那么设置相应的位为1；反之，如果要禁止中断，那么就设置相应的位为0。例如，要使能GPIO1_IO00的中断，那么就可以设置GPIO1.IMR=1。

7. ISR寄存器

ISR寄存器是中断状态寄存器，一个GPIO对应一位，只要某个GPIO的中断发生，那么ISR中相应的位就会被置1。所以我们可以通过读取ISR寄存器来判断GPIO中断是否发生，相当于ISR中的这些位就是中断标志位。当我们处理完中断以后，必须清除中断标志位，清除方法就是向ISR中相应的位写1，也就是写1清零。

8. EDGE_SEL寄存器

EDGE_SEL寄存器是边沿选择寄存器，用来设置边沿中断，这个寄存器会覆盖ICR1和ICR2的设置，同样是一个GPIO对应一位。如果相应的位被置1，那么就相当与设置了对应的GPIO是上升和下降沿（双边沿）触发。例如，设置GPIO1.EDGE_SEL=1，那么就表示GPIO1_IO01是双边沿触发中断，无论CR1的设置是多少，都是双边沿触发。

GPIO时钟使能

I.MX6U的每个外设都有一个外设时钟，每个外设时钟都可以独立的使能或禁止，这样可以关闭掉不使用的外设时钟，从而起到省电的目的。教程手册中说I.MX6U的时钟系统很复杂，目前只看CCM里面的外设时钟使能寄存器。CCM有CCM_CCGR0~CCM_CCGR6这7个寄存器。这7个寄存器控制着I.MX6U的所有外设时钟开关，下面以CCM_CCGR0为例来看如何禁止或使能一个外设时钟：

CCM_CCGR0是个32位寄存器，其中每2位控制一个外设时钟，比如bit31:30控制着GPIO2的外设时钟。CCM_CCGR0~CCM_CCGR6的地址如下：

汇编代码编写和编译

参照上述的操作步骤以及寄存器地址，编写汇编代码。

编译代码

1. 将上述代码保存为led.s，先将led.s编译为对应的.o文件，其中-g选项是产生调试信息，GDB能够使用这些调试信息进行代码调试；-c选项是编译源文件，但是不链接；-o选项指定编译产生的文件名。

2. 教程中说选择0x87800000作为链接地址（因为后续Uboot也采用这个链接地址，不容易记混），之后将led.o链接到0x87800000这个地址，其中-Ttext选项就是指定链接地址；-o选项指定链接生成的elf文件。

3. 最后将生成的led.elf文件转化成bin文件供烧写用，其中-O选项指定以什么格式输出，后面的binary参数表示以二进制格式输出；-S选项表示不要复制源文件中的重定位信息和符号信息；-g选项表示不要复制源文件中的调试信息。

烧写和验证

烧写SD卡

I.MUX6U虽然内部有96K的ROM，但是这96K的ROM不向用户开发。为此，I.MUX6U支持从外置的NOR Flash、NAND FLASH、SD/EMMC、SPI NOR Flash和QSPI Flash这些介质中启动，所以我们可以将代码烧写到这些存储介质中。

之后的裸机实验都将代码烧写到SD卡中。编译出来的可执行文件怎么存到SD卡中，存放的位置是什么，这些NXP都有详细的规定，必须按照规定将代码烧写到SD卡中。

本篇笔记不涉及烧写格式规定，直接使用教程提供的imxdownload程序进行烧写：

启动方式

将拨码开关拨到如下图的组合，指定从SD卡启动。

验证

启动电源，LED灯如预期点亮。之后对程序进行了增加，实现了亮灭交替。

思考和总结

之前了解过x86汇编，便试着增加了一个延迟函数，实现了LED交替闪灭。期间了解了ARM汇编中的条件跳转和函数调用，增加后的整体代码如下所示。

显示完整代码

在指定管脚输出的时候，因为是GPIO1_03，所以想要输出高电平，DR寄存器的值应该要是1<<3，之前直接写成了1，直到对照后续章节的C语言版本才找到错误。

整体实验下来，感觉也是对寄存器的操作，有些位代表的参数含义不太理解，也就直接按着教程上的内容进行设置了。点亮了一个LED，也算是初窥门径，但工作上遇到的问题，让我怀疑学了这些知识到底有多大帮助。但不管怎么样，先慢慢学吧，相信总会有“殊途同归”的一天。同样的道理，关于启动方式（拨码开关为什么要这么组合），烧写的格式又是什么？这些原理应该不影响整体学习（或许懂了也无关紧要），但还是决定在后续笔记里记录了解过程（WinHex直接复制是否可行待验证）。