FPIOA

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参考：FPIOA 使用教程 — CanMV K230

概述

在嵌入式系统中，SoC（System on Chip）通常集成了多种外设模块，如 UART、SPI、I2C、PWM 和 GPIO 等。然而，由于物理引脚数量有限，这些模块往往需要共享引脚。为了解决这一冲突，就需要使用 IOMUX（引脚复用）机制。在 K230 芯片中，这一机制被称为 FPIOA（Field Programmable IO Array）。

在STM32中，这称为AFIO

FPIOA 允许我们为任意引脚分配所需的功能。例如，你可以将引脚 10 设置为 UART0 的发送脚，也可以设置为 GPIO 用于通用输入输出。

它充当了一个可配置的交叉开关矩阵 (Crossbar Switch)，允许将任意一个物理引脚映射到任意一个内部功能。

FPIOA 有什么作用？

  • 提升灵活性：开发者可根据实际应用需求自由分配引脚功能。

  • 减少限制：一套硬件可适配多种引脚配置，便于模块化设计。

FPIOA 模块 API 手册

概述

FPIOA（Pin Multiplexer）模块主要负责配置物理引脚（PAD）的功能。在 SoC 中，虽然有多种功能可用，但由于引脚数量有限，多个功能可能会共享同一个 I/O 引脚。此时，每个引脚在同一时刻只能激活一种功能，因此需要通过 IOMUX（即 FPIOA）来选择合适的功能。

API 介绍

FPIOA 类位于 machine 模块中。

示例

from machine import FPIOA

# 实例化 FPIOA 对象
fpioa = FPIOA()

# 打印所有引脚的配置
fpioa.help()

# 打印指定引脚的详细配置
fpioa.help(0)

# 打印指定功能的所有可用配置引脚
fpioa.help(FPIOA.IIC0_SDA, func=True)

# 设置 Pin0 为 GPIO0
fpioa.set_function(0, FPIOA.GPIO0)

# 设置 Pin2 为 GPIO2，同时配置其它参数
fpioa.set_function(2, FPIOA.GPIO2, ie=1, oe=1, pu=0, pd=0, st=1, ds=7)

# 获取指定功能当前所用的引脚
fpioa.get_pin_num(FPIOA.UART0_TXD)

# 获取指定引脚当前的功能
fpioa.get_pin_func(0)

实例化

fpioa = FPIOA()

参数

无

set_function 方法

FPIOA.set_function(pin, func, ie=-1, oe=-1, pu=-1, pd=-1, st=-1, ds=-1)

设置引脚的功能。

参数(值为-1表示设置为默认参数)

  • pin: 引脚号，范围：[0, 63]
  • func: 功能号
  • ie: 输入使能，可选参数
  • oe: 输出使能，可选参数
  • pu: 上拉使能，可选参数
  • pd: 下拉使能，可选参数
  • st: 施密特触发器使能，可选参数
  • ds: 驱动能力，可选参数

返回值

无

参数 英文全称 含义 解释
ie Input Enable 输入使能 1：使能输入。引脚可以接收外部信号。用于将引脚配置为输入模式，无论是作为通用输入还是外设功能（如 UART RX, SPI MISO）。
oe Output Enable 输出使能 1：使能输出。引脚可以驱动外部负载。用于将引脚配置为输出模式，无论是作为通用输出还是外设功能（如 UART TX, SPI MOSI）。
pu Pull-Up 上拉电阻使能 1：使能内部上拉电阻。将引脚电压拉高到 VCC，常用于输入引脚，以确保在悬空时有确定的高电平。
pd Pull-Down 下拉电阻使能 1：使能内部下拉电阻。将引脚电压拉低到地 (GND)，常用于输入引脚，以确保在悬空时有确定的低电平。
st Schmitt Trigger 施密特触发器使能 1：使能施密特触发器。用于输入引脚。它引入回滞（Hysteresis），能有效消除输入信号的噪声和抖动，使不稳定信号转化为清晰的数字信号。
ds Drive Strength 驱动能力/强度 取值范围通常是 1 到 8 或更高。数字越大，引脚能提供的电流越大，信号的上升/下降速度越快，适用于高速通信。

get_pin_num 方法

fpioa.get_pin_num(func)

获取指定功能当前所在的引脚。

参数

  • func: 功能号

返回值

返回引脚号，或 None 如果未找到相应功能。

get_pin_func 方法

fpioa.get_pin_func(pin)

获取指定引脚当前的功能。

参数

  • pin: 引脚号

返回值

返回引脚当前的功能号。

help 方法

fpioa.help([number, func=False])

打印引脚配置提示信息。

参数

  • number: 引脚号或功能号， 可选参数
  • func: 是否启用功能号查询，默认为 False

返回值

可能为以下三种：

  1. 所有引脚的配置信息（未设置 number）
  2. 指定引脚的详细配置信息（设置了 number，未设置 func 或设置为 False）
  3. 指定功能的所有可配置引脚号（设置了 number，并将 func 设置为 True）