英创信息技术工控主板EM9360的GPIO介绍

        英创公司的ARM9工控主板产品 EM9360是一款预装WinCE操作系统，以多种通讯接口、支持各种扩展为其技术特色。EM9360的板载的3路以太网接口、6路串口以及1路CAN接口，均带有标准的WinCE驱动程序，支持应用程序通过WinCE相应的API函数来操作各路网络接口。此外EM9360还与英创公司其他ARM9主板一样，带有精简ISA扩展总线以及12位通用GPIO，精简ISA总线的基本使用方法可参考英创网站的相关信息，而本文则主要介绍EM9360主板中12位GPIO的各种使用方法。
        EM9360的12位通用数字IO的各种使用方法列表如下：

数字IO	高位地址	时间同步	外部中断	RS485	矩阵键盘
GPIO0		PPS_IN#
GPIO1		PPS_OUT#
GPIO2			IRQ2
GPIO3			IRQ3
GPIO4	ISA_SA5				4X4矩阵键盘
GPIO5	ISA_SA6
GPIO6	ISA_SA7			COM2_RST#
GPIO7	ISA_SA8			COM3_RST#
GPIO8	ISA_SA9			COM4_RST#
GPIO9	ISA_SA10			COM5_RST#
GPIO10	ISA_SA11			COM6_RST#
GPIO11	ISA_SA12			COM7_RST#

通用GPIO
        EM9360上电后的各位IO均处于数字输入状态，通过相应的API函数（定义在em9360_isa_dio.h文件中）这12位GPIO可独立设置为输入或输出，输出电平也可独立设置。
精简ISA总线的高位地址线
    　　基本的精简ISA总线只包含低5为地址总线SA0 – SA4，对大多数IO类型的扩展，5位地址线已足够使用。为了支持存储器类型的扩展，EM9360提供对高位地址总线的支持，其中的SA5 – SA12与GPIO4 – GPIO11复用管脚。为了激活高位地址总线，应用程序需在程序初始化阶段，通用调用API函数

　　int ISA_ReadUchar（ int nSeg， UINT nOffset， UCHAR* pRdValue ）;

　　进行一次“哑读”即可。具体需要激活的高位地址还可通过偏移量nOffset的输入值来选择，但至少需要激活SA5和SA6这2位地址总线。举例说明如下：

　　1、激活SA5和SA6，而其他的还是保持为GPIO，则nOffset = 0x007F;

　　2、激活SA5–SA7，而其他的还是保持为GPIO，则nOffset = 0x00FF;

　　3、激活SA5–SA12，最大访问8KB空间，则nOffset = 0x1FFF;

　　在使用高位地址扩展时，需要注意以下事宜：

　　·精简ISA总线有2个片选输出，其中CS1#只支持最大1KB的访问空间，而CS0#则可支持最大8KB的访问空间，所以通常用CS0#作为存储器单元的片选控制。

　　·若客户应用还需要访问更大空间，EM9360还可引出SA13 – SA15信号，使CS0#的访问空间达到64KB。

　　精简ISA总线扩展的存储器单元一般只能用作数据存储，不能作为程序运行空间。

　　·激活的地址线应当是由小至大，连续地址空间。

　　时间同步功能

　　EM9360支持时间同步功能，基本的使用方法是应用程序打开“PPS1：”设备驱动程序，此时GPIO0将自动转为同步脉冲输入PPS_IN#（低电平有效）。PPS驱动程序被PPS_IN#脉冲触发后，将立即发送时间同步事件，供上层应用线程做必要处理。根据用户设置，PPS驱动程序还可在GPIO1上输出同步脉冲PPS_OUT#（同样是低电平有效），以及自动对当前时间进行整秒调整。

　　更多的外部中断

　　基本的精简ISA总线只提供1条外部硬件中断输入IRQ1，上升沿有效。若客户应用需要扩展更多的通讯接口，如增加第二路CAN接口、增加8路串口等等，这时仅仅一条外部中断就不够了，需要更多的外部中断支持，GPIO2和GPIO3则可用于外部中断输入。事实上EM9360的驱动已可支持类似这样的扩展，感兴趣的客户可与英创公司联系了解进一步的使用方法。

　　作为RS485接口的RST#

　　GPIO6–GPIO11还可分别作为COM2 – COM7的RTS#控制信号，低电平有效。对RS485接口，若需要使用RTS方向控制方案，则在设置串口参数时，需要特别地把RTS控制段设置为RTS_CONTROL_TOGGLE，相关的代码如下所示：

　　DCB dcb; // 定义参数控制块

　　GetCommState（ m_hSer， &dcb ）; // 读取当前参数块

　　dcb.fRtsControl = RTS_CONTROL_TOGGLE； // 设置RTS方向控制

　　SetCommState（m_hSer， &dcb）; // 重设串口参数

　　上述代码中m_hSer为打开串口文件“COMx：”的文件句柄。

　　在使用RS485通讯时，一般把RTS#有效（低电平）作为发送状态，RTS#无效（高电平）为接收状态。从发送状态切换回接收状态，作为方向控制信号的RTS#，可能会有最长1ms的延时，因此为了防止系统出现收发状态冲突的情况，RS485的波特率最好不超过9600bps。

　　矩阵键盘

　　EM9360支持由GPIO驱动的4×4矩阵键盘，具体配置如下：

虚拟键码	GPIO5 - KIN0	GPIO7 - KIN1	GPIO8 - KIN2	GPIO10 - KIN3
GPIO4 - KOUT0	VK_ESCAPE	VK_0	VK_DECIMAL	VK_BACK
GPIO6 - KOUT1	VK_CAPITAL	VK_1	VK_2	VK_3
GPIO8 - KOUT2	VK_SPACE	VK_4	VK_5	VK_6
GPIO10 - KOUT3	VK_RETURN	VK_7	VK_8	VK_9

        EM9360已内置了基于GPIO的矩阵键盘驱动程序，加载方法是在应用程序中调用：

        HANDLE  hDevice = NULL;
        hDevice = ActivateDevice( TEXT('Drivers\\gpio_keypad'), 0);

        注意在应用程序退出时，应卸载该驱动程序，以避免矩阵键盘驱动程序被反复加载。

        我们会根据客户的应用需求，对EM9360的GPIO赋予更多的功能，但无论GPIO有多少功能，在面向具体应用时，每位GPIO只能选择一种应用。对此，客户在进行GPIO功能配置时需特别小心，避免在一个管脚选择多种功能，造成运行结果异常，长期处于这种异常状态还可能导致主板硬件损坏。
        已购买EM9360的客户，若需要使用本文所介绍的新增功能，如RS485 RTS#方向控制等，一般需要更新内核和SDK。可以把主板寄回由我们免费更新内核，并从英创公司网站上下载新的SDK，就可使用本文所介绍的全部功能了。