nRF52840. GPIO 코딩. SDK 없이 레지스터 직접 제어

개요. 

- nRF52840 의 GPIO 제어 코드를 nRF5 SDK 없이 레지스터 직접 접근하여 코딩하는 예 정리.

- SDK 없이 레지스터 직접 제어 코드 작성해봐야 하는 이유 . 실활용목적에서는 SDK 기반하여 작성하겠지만 초보자인 경우 기본골격 파악도 못한 상태에서 SDK 기반한 코딩해봤자 실력 늘지 않음. 

 

사전 준비 

1.  SES 혹은 KEIL 기본프로젝트 만든상태 의 main.c 에 아래 코드들 추가. 

2.  nRF52840  GPIO 기본개념숙지 : https://igotit.tistory.com/2031

nRF52. GPIO (General Purpose Input Output)

 

코드1 - 핀 P0.13  out 설정 예. 

주요 include 파일 : 레지스터 주소 정의된 nrf52840.h , bitfields 정의파일인 nrf52840_bitfields.h

#include "nrf52840.h"
#include "nrf52840_bitfields.h"

int main()
{	
  // gpio config for P0.13  . board PCA10056 LED1,2,3,4 = P0.13, P0.14, P0.15, P0.16. 
  uint32_t pin_number=13; // P0.13 

  NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE); 
  reg->PIN_CNF[pin_number] = ((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DIR_Output << GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_INPUT_Disconnect << GPIO_PIN_CNF_INPUT_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_PULL_Disabled << GPIO_PIN_CNF_PULL_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0S1 << GPIO_PIN_CNF_DRIVE_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_SENSE_Disabled << GPIO_PIN_CNF_SENSE_Pos);
  
  while(1)
  {
      // toggling the pin 

      uint32_t        pins_state = reg->OUT;
      reg->OUTSET = (~pins_state & (1UL << pin_number));
      reg->OUTCLR = (pins_state & (1UL << pin_number));       
  }	
	
}

while 문 내의 처리는 해당핀을 토글링 하는 처리이다. 즉 현재상태의 반대 값을 핀에 출력 하는 식. 1->0->1,...

위 코드를 타겟보드 PCA10056 에 기록하여 실행시키면 토글링 사이에 지연없는 상태이므로  LED1 이 계속 켜져있는것으로 보인다. 

 

 

코드2. 4개 핀 output 설정 예

 

아래코드는 위 코드1 에서의 설정을 함수 2개에 분리 구현하고, 4개의 핀 P0.13, P0.14, P0.15, P0.16 을 out 설정하고 토글링 하는 예.  PCA10056 에 기록하여 실행시키면  4개 LED모두 켜지는 것 확인가능. 

 

	#include "nrf52840.h"
	#include "nrf52840_bitfields.h"
	void init_gpio_p0_output(uint32_t pin_num)
	{
	NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE);
	reg->PIN_CNF[pin_num] = ((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DIR_Output << GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_INPUT_Disconnect << GPIO_PIN_CNF_INPUT_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_PULL_Disabled << GPIO_PIN_CNF_PULL_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0S1 << GPIO_PIN_CNF_DRIVE_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_SENSE_Disabled << GPIO_PIN_CNF_SENSE_Pos);
	}
	void toggle_gpio_p0(uint32_t pin_num)
	{
	NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE);
	uint32_t pins_state = reg->OUT;
	reg->OUTSET = (~pins_state & (1UL << pin_num));
	reg->OUTCLR = (pins_state & (1UL << pin_num));
	}
	int main()
	{
	// gpio config for board PCA10056 LED1,2,3,4 = P0.13, P0.14, P0.15, P0.16.
	init_gpio_p0_output(13); // LED1 on PCA10056
	init_gpio_p0_output(14); // LED2 on PCA10056
	init_gpio_p0_output(15); // LED3 on PCA10056
	init_gpio_p0_output(16); // LED4 on PCA10056
	while(1)
	{
	// toggling the pin
	toggle_gpio_p0(13);
	toggle_gpio_p0(14);
	toggle_gpio_p0(15);
	toggle_gpio_p0(16);
	}
	}

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코드3. 핀 Input 설정예.

특정 핀을 입력으로 설정하는 함수 와 핀 상태값 읽는 함수 정의. 

void init_gpio_p0_input(uint32_t pin_num)
{

  NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE); 
  reg->PIN_CNF[pin_num] = ((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DIR_Input << GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_INPUT_Connect << GPIO_PIN_CNF_INPUT_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_PULL_Pullup << GPIO_PIN_CNF_PULL_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0S1 << GPIO_PIN_CNF_DRIVE_Pos)
                            |((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_SENSE_Disabled << GPIO_PIN_CNF_SENSE_Pos);

}

uint32_t read_gpio_p0(uint32_t pin_num)
{
  NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE); 

  return (((reg->IN)>>pin_num) & 1UL); 

}

 

위 함수를 이용하여 while 문 내에서  PCA10056 의 Button1,2,3,4 의 상태값을 읽으면서 상태값이 1이면 동일번호의 LED 켜기, 0이면 끄기. 

전체코드. 

	#include "nrf52840.h"
	#include "nrf52840_bitfields.h"
	void init_gpio_p0_output(uint32_t pin_num)
	{
	NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE);
	reg->PIN_CNF[pin_num] = ((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DIR_Output << GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_INPUT_Disconnect << GPIO_PIN_CNF_INPUT_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_PULL_Disabled << GPIO_PIN_CNF_PULL_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0S1 << GPIO_PIN_CNF_DRIVE_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_SENSE_Disabled << GPIO_PIN_CNF_SENSE_Pos);
	}
	void toggle_gpio_p0(uint32_t pin_num)
	{
	NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE);
	uint32_t pins_state = reg->OUT;
	reg->OUTSET = (~pins_state & (1UL << pin_num));
	reg->OUTCLR = (pins_state & (1UL << pin_num));
	}
	void out_gpio_p0(uint32_t pin_num, int pin_logic)
	{
	NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE);
	uint32_t pins_state = reg->OUT;
	if(pin_logic == 1) // pin out high
	reg->OUTSET = (1UL << pin_num); //other pins no effect, because write 0 no effect
	else // pin out low.
	reg->OUTCLR = (1UL << pin_num); //other pins no effect, because write 0 no effect
	}
	void init_gpio_p0_input(uint32_t pin_num)
	{
	NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE);
	reg->PIN_CNF[pin_num] = ((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DIR_Input << GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_INPUT_Connect << GPIO_PIN_CNF_INPUT_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_PULL_Pullup << GPIO_PIN_CNF_PULL_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0S1 << GPIO_PIN_CNF_DRIVE_Pos)
	|((uint32_t)GPIO_PIN_CNF_SENSE_Disabled << GPIO_PIN_CNF_SENSE_Pos);
	}
	uint32_t read_gpio_p0(uint32_t pin_num)
	{
	NRF_GPIO_Type * reg = ((NRF_GPIO_Type*)NRF_P0_BASE);
	return (((reg->IN)>>pin_num) & 1UL);
	}
	int main()
	{
	// gpio out config for board PCA10056 LED1,2,3,4 = P0.13, P0.14, P0.15, P0.16.
	init_gpio_p0_output(13); // LED1 , PCA10056
	init_gpio_p0_output(14); // LED2 , PCA10056
	init_gpio_p0_output(15); // LED3 , PCA10056
	init_gpio_p0_output(16); // LED4 , PCA10056
	out_gpio_p0(13, 1); // LED1 Off
	out_gpio_p0(14, 1); // LED1 Off
	out_gpio_p0(15, 1); // LED1 Off
	out_gpio_p0(16, 1); // LED1 Off
	// gpio in config for board button1,2,3,4
	init_gpio_p0_input(11); // Button1 , PCA10056
	init_gpio_p0_input(12); // Button2 , PCA10056
	init_gpio_p0_input(24); // Button3 , PCA10056
	init_gpio_p0_input(25); // Button4 , PCA10056
	while(1)
	{
	if(read_gpio_p0(11) == 0) // Button1 pressed
	out_gpio_p0(13, 0); // LED1 On.
	else
	out_gpio_p0(13, 1); // LED1 Off
	if(read_gpio_p0(12) == 0) // Button2 pressed
	out_gpio_p0(14, 0); // LED2 On.
	else
	out_gpio_p0(14, 1); // LED2 Off
	if(read_gpio_p0(24) == 0) // Button3 pressed
	out_gpio_p0(15, 0); // LED3 On.
	else
	out_gpio_p0(15, 1); // LED3 Off
	if(read_gpio_p0(25) == 0) // Button4 pressed
	out_gpio_p0(16, 0); // LED4 On.
	else
	out_gpio_p0(16, 1); // LED4 Off
	}
	}

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위 코드 PCA10056  에서 실 작동 확인.. 

- 버튼 누른것에 해당하는 LED 가 켜짐 확인. 

 

 

 

 

본 글 포함된 상위 정리글

https://igotit.tistory.com/244 의 nRF52

STM32. nRF52. ESP32. EFM8. EFM32. PSoC 활용 정리.

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첫등록 : 2019년 10월 4일

최종수정 : 2019년 10월 5일

 

본 글 단축주소 : https://igotit.tistory.com/2314

 

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