Smart ZYNQ板 工程十九  基于PS端的 GPIO(EMIO)输入功能演示

本次实验主要演示EMIO 的GPIO读取功能

本文在 vivado2018.3版本上 演示， 其他版本请自行研究

硬件介绍

先看原理图，由原理图可以看出板子上接了两个按键，并且默认是通过上拉电阻上拉到3.3V的，也就是当按键没有按下的时候 按键KEY 的信号脚是3.3V ，当按键按下后，该信号脚被拉低到GND也就是0V 同样也能看出 两个按键分别连接到了 FPGA芯片的 G17和G18管脚上

为了演示两个按键的功能，这里再引入两个指示灯，将LED的驱动脚拉高，指示灯亮，拉低指示灯熄灭，指示灯分别接在主芯片的 K16和J16脚

工程创建

完整的工程创建图文教程前面已经详细图文描写了，可以参考前面的工程，这里仅仅增加关键步骤。 详细过程可以参考Smart ZYNQ板 工程七 用ZYNQ的PS点亮连接到PL端的LED灯EMIO 方式

器件名称选择 xc7z010clg400-1 或 xc7z020clg400-1（xa7z020） 以实际板子上的芯片为准

在BLOCK DESIGN 中搜索并添加一个ZYNQ模块

在ZYNQ 设置界面，设置 DDR MT41K256M16RE-125的型号 和位宽16bit

添加4个EMIO ，其中两个用来驱动LED灯，另两个用来读取按键KEY的信息

对GPIO make external，并且连接AXI的时钟（AXI默认开启的，这里用不到AXI，也可以去设置里关闭AXI功能，就不需要连接了）

之后 点选Create HDL Wrapper

之后创建和添加约束文件：

可以在图文界面里设置管脚定义

也可以在约束文件里添加管脚定义的描述

set_property PACKAGE_PIN K16 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[3]}]
set_property PACKAGE_PIN J16 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[2]}]
set_property PACKAGE_PIN G18 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[1]}]
set_property PACKAGE_PIN G17 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {GPIO_0_0_tri_io[0]}]

之后对程序进行正常的编译综合，并且导出 Export Hardware (勾选 include bitstream)供SDK加载

程序设计：

建立一个名为KEY_TEST空的工程，并且添加main.c 添加如下代码：

#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "xstatus.h"
#include "xplatform_info.h"
#include "xscutimer.h"
#include "Xscugic.h"

#define LED2    	57
#define LED1    	56
#define KEY2    	55
#define KEY1    	54

#define GPIO_DEVICE_ID  	XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
XGpioPs Gpio;


void Gpio_Init(void){
	XGpioPs_Config *ConfigPtr;

	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED1, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED1, 1);
	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 1);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, LED2, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, LED2, 1);
	XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 1);

	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, KEY1, 0);
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, KEY2, 0);
}




int main(void)
{
	Gpio_Init();

	while(1){
		if(XGpioPs_ReadPin(&Gpio, KEY1)==0){
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 1);
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 0);
		}
		else if(XGpioPs_ReadPin(&Gpio, KEY2)==0){
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 0);
			XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED2, 1);
		}
	}

	return 0;
}

程序很简单， Gpio_Init是对4个GPIO进行初始化， 因为EMIO 是从54的管脚号开始的，所以根据原先VIVADO 的管脚约束来看，两个按键应该对应54和55，两个LED灯对应56和57

#define LED2    	57
#define LED1    	56
#define KEY2    	55
#define KEY1    	54

XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, KEY1, 0); 最后的0代表输入，XGpioPs_WritePin(&Gpio, LED1, 1);像 这个最后的1就代表输出。

主程序也非常简单， 对GPIO初始化之后 就开始循环查看按键状态，当按键1按下时LED1亮，LED2熄灭， 当按键2按下时LED2亮LED1熄灭（上电后两个灯默认都亮）

程序仅作演示，实际项目中需要对按键增加按键消抖程序，否则按下瞬间会反复触发程序代码

以下是完整工程（仅供学习参考）