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3、nFR52xx蓝牙学习(点亮第一个LED灯)

news 来源：原创 2025/5/8 1:54:09

一、点灯代码：

led.h文件

#ifndef __LED_H
#define	__LED_H#include "nrf52840.h"#define LED_0          NRF_GPIO_PIN_MAP(0,13)
#define LED_1          NRF_GPIO_PIN_MAP(0,14)
#define LED_2          NRF_GPIO_PIN_MAP(0,15)
#define LED_3          NRF_GPIO_PIN_MAP(0,16)void LED_Init(void);
void LED1_Open(void);
void LED1_Close(void);
void LED1_Toggle(void);
void LED2_Open(void);
void LED2_Close(void);
void LED2_Toggle(void);
void LED3_Open(void);
void LED3_Close(void);
void LED3_Toggle(void);#endif /* __LED_H */

led.c文件

#include "nrf52840.h"
#include "nrf_gpio.h"
#include "led.h"
#include <stdio.h>
/*
#define ITM_PORT8(n)         (*(volatile unsigned char *)(0xe0000000 + 4*(n)))
#define ITM_PORT16(n)        (*(volatile unsigned short *)(0xe0000000 + 4*(n)))
#define ITM_PORT32(n)        (*(volatile unsigned long *)(0xe0000000 + 4*(n)))
#define DEMCR                (*(volatile unsigned long *)(0xE000EDFC))
#define TRCENA               0X01000000int fputc(int ch, FILE *f)
{if(DEMCR & TRCENA){while(ITM_PORT32(0) == 0);                                                                                                                                                                                                                                                                                      ITM_PORT8(0) = ch;}return ch;
}
*/
void LED_Init(void)
{// Configure LED-pins as outputsnrf_gpio_cfg_output(LED_0);nrf_gpio_cfg_output(LED_1);nrf_gpio_cfg_output(LED_2);
}void LED1_Open(void)
{nrf_gpio_pin_clear(LED_0);//设置低电平}void LED1_Close(void)
{nrf_gpio_pin_set(LED_0);//高电平}
void LED1_Toggle(void)
{nrf_gpio_pin_toggle(LED_0);
}
void LED2_Open(void)
{nrf_gpio_pin_clear(LED_1);}void LED2_Close(void)
{nrf_gpio_pin_set(LED_1);}
void LED2_Toggle(void)
{nrf_gpio_pin_toggle(LED_1);
}void LED3_Open(void)
{nrf_gpio_pin_clear(LED_2);}void LED3_Close(void)
{nrf_gpio_pin_set(LED_2);}
void LED3_Toggle(void)
{nrf_gpio_pin_toggle(LED_2);
}

二、代码解析（有些地方看文档不懂，是本人胡乱解析的，不对别喷，谢谢！）

1.NRF_GPIO_PIN_MAP是一个带参数的宏，在nrf_gpio.h中定义如下：

#define NRF_GPIO_PIN_MAP(port, pin) (((port) << 5) | ((pin) & 0x1F))

其用途是把端口号与引脚号映射成nrf_gpio函数能理解的值。在 Nordic 的 nRF 系列芯片里，
GPIO 引脚通常用一个 32 位整数来表示，这个整数融合了端口号和引脚号的信息。

(port << 5)：把端口号向左移 5 位。这是因为每个端口有 32 个引脚（0-31也就是 2^5 个），所以左移 5 位就能给引脚号留出足够的位宽。
(port) << 5) | ((pin) & 0x1F)：使用按位或操作符将移位后的端口号和引脚号组合起来，从而得到一个唯一的整数值，该值可被nrf_gpio函数使用。为了以后看的时候省一点时间，下面用图表说明一下，比如端口号port=0xb(二进制为1011),存储形式如下：

左移5位后变成下面的形式：

后面5位空出来写引脚号，比如引脚号是是pin=21=0x15=10101,存储形式如下：

为了排除引脚号5--31位的干扰，通过(pin) & 0x1F（0x1f=0001 1111）这一操作，将低5位以外的都置0，保留低5位引脚号。

通过上面的步骤后，再通过按位或连接端口号与引脚号：

这个就是这个宏的作用，把端口号与引脚号映射成nrf_gpio函数能理解的值。

2.nrf_gpio_cfg_output(LED_0);用途是把指定编号的 GPIO（通用输入输出）引脚配置成输出模式，这里指把LED_0对应引脚设为输出模式。

nrf_gpio_cfg_output是nrf_gpio.h中定义的一个函数，其原型如下：

__STATIC_INLINE void nrf_gpio_cfg_output(uint32_t pin_number)
{nrf_gpio_cfg(pin_number,NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,NRF_GPIO_PIN_NOPULL,NRF_GPIO_PIN_S0S1,NRF_GPIO_PIN_NOSENSE);
}

这个函数传入要设置的引脚编号，再通过nrf_gpio_cfg函数对该引脚进行设置。

__STATIC_INLINE：这是一个预处理宏，其作用是将函数定义为静态内联函数。静态函数意味着该函数的作用域仅限于当前文件，内联函数则是建议编译器在调用该函数的地方直接嵌入函数体代码，从而避免函数调用带来的开销。

nrf_gpio_cfg(
pin_number,
NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT,
NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT,
NRF_GPIO_PIN_NOPULL,
NRF_GPIO_PIN_S0S1,
NRF_GPIO_PIN_NOSENSE)
参数含义是：nrf_gpio_cfg(引脚，方向，输入模式，上下拉，驱动能力，电平检测功能），从6个参数对此引脚进行设置。

3.nrf_gpio_cfg函数是nrf_gpio.h中定义的一个函数，其代码如下：

__STATIC_INLINE void nrf_gpio_cfg(//引脚，方向，输入模式，上下拉，驱动能力，电平检测功能uint32_t  pin_number,nrf_gpio_pin_dir_t   dir,nrf_gpio_pin_input_t input,nrf_gpio_pin_pull_t  pull,nrf_gpio_pin_drive_t drive,nrf_gpio_pin_sense_t sense)
{NRF_GPIO_Type * reg = nrf_gpio_pin_port_decode(&pin_number);//得到pin_number所属的端口reg->PIN_CNF[pin_number] = ((uint32_t)dir << GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos)//第0位开始，（0）| ((uint32_t)input << GPIO_PIN_CNF_INPUT_Pos)//第1位开始（1）| ((uint32_t)pull << GPIO_PIN_CNF_PULL_Pos)//第2位开始 （3..2）| ((uint32_t)drive << GPIO_PIN_CNF_DRIVE_Pos)//第8位开始（10..8）| ((uint32_t)sense << GPIO_PIN_CNF_SENSE_Pos);//第16位开始（17..16）
}

其主要功能是对指定 GPIO（通用输入输出）引脚的各项配置参数进行设置。通过这个函数，
可以灵活地配置 GPIO 引脚的方向、输入模式、上拉 / 下拉电阻、驱动能力以及电平检测功能等。

参数说明：
uint32_t pin_number：要配置的 GPIO 引脚编号，是一个无符号 32 位整数。
nrf_gpio_pin_dir_t dir：指定 GPIO 引脚的方向，例如输入或输出模式。nrf_gpio_pin_dir_t 是一个自定义的枚举类型，用于表示不同的引脚方向。(枚举值为NRF_GPIO_PIN_DIR_INPUT,NRF_GPIO_PIN_DIR_OUTPUT）
nrf_gpio_pin_input_t input：设置引脚的输入模式，比如是否断开输入等。nrf_gpio_pin_input_t 是一个自定义的枚举类型。(枚举值为NRF_GPIO_PIN_INPUT_CONNECT ,NRF_GPIO_PIN_INPUT_DISCONNECT ）
nrf_gpio_pin_pull_t pull：配置引脚的上拉或下拉电阻，例如是否启用上拉、下拉或不使用上拉 / 下拉电阻。nrf_gpio_pin_pull_t 是一个自定义的枚举类型。（枚举值为NRF_GPIO_PIN_NOPULL,NRF_GPIO_PIN_PULLDOWN,NRF_GPIO_PIN_PULLUP)
nrf_gpio_pin_drive_t drive：设置引脚的驱动能力，例如强驱动、弱驱动等。nrf_gpio_pin_drive_t 是一个自定义的枚举类型。枚举值如下：
NRF_GPIO_PIN_S0S1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0S1 ,
NRF_GPIO_PIN_H0S1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_H0S1 ,
NRF_GPIO_PIN_S0H1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0H1 ,
NRF_GPIO_PIN_H0H1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_H0H1 ,
NRF_GPIO_PIN_D0S1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_D0S1 ,
NRF_GPIO_PIN_D0H1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_D0H1 ,
NRF_GPIO_PIN_S0D1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_S0D1 ,
NRF_GPIO_PIN_H0D1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_H0D1 ,
NRF_GPIO_PIN_E0E1 = GPIO_PIN_CNF_DRIVE_E0E1
nrf_gpio_pin_sense_t sense：配置引脚的电平检测功能，例如是否检测高电平、低电平或不进行检测。nrf_gpio_pin_sense_t 是一个自定义的枚举类型。
枚举值如下：
NRF_GPIO_PIN_NOSENSE = GPIO_PIN_CNF_SENSE_Disabled ,
NRF_GPIO_PIN_SENSE_LOW = GPIO_PIN_CNF_SENSE_Low ,
NRF_GPIO_PIN_SENSE_HIGH = GPIO_PIN_CNF_SENSE_High

nrf_gpio_pin_port_decode 是一个函数，其功能是对 pin_number 所属的端口进行解码，返回引脚对应的端口。

reg 是一个指向 NRF_GPIO_Type 类型结构体的指针，该结构体代表 GPIO 端口的寄存器映射。
reg->PIN_CNF[pin_number]：这是 GPIO 端口的引脚配置寄存器，用于对指定引脚的各项配置进行设置。
((uint32_t)dir << GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos)：把 dir 的值左移 GPIO_PIN_CNF_DIR_Pos 位，从而将其放置到寄存器里对应的位置。
|：按位或运算符，用于把各个配置项组合到一起。
同样的操作也会对 input、pull、drive 和 sense 进行，最终将它们组合后写入到 PIN_CNF 寄存器。此函数的作用是依据传入的参数对指定 GPIO 引脚的配置寄存器进行设置，
从而实现对引脚的方向、输入模式、上下拉电阻、驱动能力以及电平检测功能等的配置。

下面对nrf_gpio_pin_port_decode这个函数进行说明，它是nrf_gpio.h中定义的一个函数，其代码如下：

__STATIC_INLINE NRF_GPIO_Type * nrf_gpio_pin_port_decode(uint32_t * p_pin)//decode：解码,uint32_t * p_pin是一个指向无符号 32 位整数的指针。该指针指向要解析的 GPIO 引脚编号。
{             																														//此函数用于解码 GPIO 引脚所属的端口，引脚编号个人理解：00000000 00000000 00000000 00000000~00000000 00000000 00000000 00011111（0-31）NRFX_ASSERT(nrf_gpio_pin_present_check(*p_pin));//断言
#if (GPIO_COUNT == 1)return NRF_P0;
#elseif (*p_pin < P0_PIN_NUM){return NRF_P0;}else{*p_pin = *p_pin & 0x1F;//0001 1111，比如：pin为34号引脚，已经超出P0拥有的引脚数0-31了，32，33，34，根当于P1口的0,1,2号引脚。return NRF_P1;}
#endif
}

其主要功能是根据传入的 GPIO 引脚编号，解析出该引脚所属的 GPIO 端口寄存器，并返回对应的寄存器指针。

NRFX_ASSERT：这是一个断言宏，用于在调试阶段进行错误检查。如果断言条件不满足，程序会触发断言失败，通常会终止程序运行并给出错误信息。

nrf_gpio_pin_present_check(*p_pin)：调用 nrf_gpio_pin_present_check 函数，传入 *p_pin（即指针所指向的引脚编号）作为参数。该函数的作用是检查传入的引脚编号是否有效，如果无效则会触发断言失败。

#if (GPIO_COUNT == 1)：这是一个条件编译指令，GPIO_COUNT 是一个宏定义，表示系统中 GPIO 端口的数量。如果 GPIO_COUNT 等于 1，说明系统中只有一个 GPIO 端口。
return NRF_P0;：如果只有一个 GPIO 端口，那么所有的引脚都属于该端口，直接返回 NRF_P0 指针，NRF_P0 通常是指向第一个 GPIO 端口寄存器的指针。
else：如果系统中有多个 GPIO 端口。
if (*p_pin < P0_PIN_NUM)：检查传入的引脚编号是否小于 P0_PIN_NUM。P0_PIN_NUM 是一个宏定义，表示第一个 GPIO 端口（通常是 P0）的引脚数量。
return NRF_P0;：如果引脚编号小于 P0_PIN_NUM，说明该引脚属于第一个 GPIO 端口（P0），返回 NRF_P0 指针。
else：如果引脚编号大于等于 P0_PIN_NUM，说明该引脚属于第二个 GPIO 端口（通常是 P1）。
*p_pin = *p_pin & 0x1F;：将引脚编号与 0x1F（二进制 0001 1111）进行按位与操作。这一步的作用是将引脚编号映射到第二个 GPIO 端口的有效范围内，因为第二个 GPIO 端口的引脚编号通常是从 0 开始重新编号的。比如：pin为34号引脚，已经超出P0拥有的引脚数0-31了，32，33，34，相当于P1口的0,1,2号引脚。
return NRF_P1;：返回 NRF_P1 指针，NRF_P1 通常是指向第二个 GPIO 端口寄存器的指针。
总结
该函数通过检查传入的 GPIO 引脚编号，结合系统中 GPIO 端口的数量，判断该引脚所属的 GPIO 端口，并返回对应的寄存器指针。同时，在调试阶段会对引脚编号的有效性进行检查，确保程序的健壮性。

现在，再回到上一函数nrf_gpio_cfg，继续说明：

未完，待续

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