GPIO之EMIO按键控制LED——ZYNQ学习笔记3

news2025/11/3 22:03:51

一、EMIO简介

ZYNQ GPIO 接口信号被分成四组，分别是从 BANK0 到 BANK3。其中 BANK0 和 BANK1 中共计 54个信号通过 MIO 连接到 ZYNQ 器件的引脚上，这些引脚属于 PS 端；而 BANK2 和 BANK3 中共计 64 个信号则通过 EMIO 连接到了 ZYNQ 器件的 PL 端，如下图所示：

在大多数情况下， PS 端经由 EMIO 引出的接口会直接连接到 PL 端的器件引脚上，通过 IO 管脚约束来指定所连接 PL 引脚的位置。通过这种方式， EMIO 可以为 PS 端实现额外的 64 个输入引脚或 64 个带有输出使能的输出引脚。 EMIO 还有一种使用方式，就是用于连接 PL 内实现的功能模块（ IP 核），此时 PL 端的 IP 作为 PS 端的一个外部设备，如图 4.1.2 所示：

EMIO：扩展MIO，是PS与PL端的接口，当PS引脚不够用时，可以拓展EMIO使用PL端引脚

二、实验任务

本章的实验任务是使用 Z100 底板上的两个用户按键分别控制 PS 端两个 LED 的亮灭。其中一个按键PL_KEY0 连接到了 PL 端，需要通过 EMIO 进行扩展，另外一个按键是底板上 PS 端的用户按键 PS_KEY0，这两个按键分别控制 PS_LED0 和 PS_LED1，底板上的 PS_KEY0 控制 PS_LED0、 PL_KEY0 控制 PS_LED1。两个 LED 灯在按键按下的时候点亮，释放后熄灭

三、程序设计

1、整体框图：

2、硬件设计

根据实际需要选择位宽

对EMIO进行管脚约束

set_property -dict {PACKAGE_PIN J13 IOSTANDARD LVCMOS18} [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]

代码编写：

注意bank地址！！！

#include <stdio.h>
#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "sleep.h"


#define GPIO_DEVICE_ID		XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID

#define MIO_LED1      7//MIO7
#define MIO_LED2      8//MIO8
#define MIO_LED0      0//MIO0
#define MIO_KEY0      12//MIO12
#define EMIO_KEY0     54//EMIO54

XGpioPs Gpio;	/* The driver instance for GPIO Device. */

int main(){
	XGpioPs_Config *ConfigPtr;
	u32 ps_key;
	u32 pl_key;
	//初始化GPIO驱动配置

	//根据器件ID来查找器件配置信息
	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
	//对GPIO的驱动进行初始化
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);

	//设置引脚方向
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_LED1, 1);
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_LED2, 1);
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_LED0, 1);
	//设置PS_KEY
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_KEY0, 0);
	//设置PL_KEY
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, EMIO_KEY0, 0);

	//设置输出使能   0：输入    1：输出
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO_LED1, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO_LED2, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO_LED0, 1);
	printf("GPIO MIO TEXT!\n");
	while(1){
		ps_key = XGpioPs_ReadPin(&Gpio,MIO_KEY0);
		pl_key = XGpioPs_ReadPin(&Gpio,EMIO_KEY0);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO_LED1, ps_key);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO_LED2, pl_key);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO_LED0, ps_key);

	}
	return 0 ;
}

四、下载验证

五、总结

六、拓展训练

约束管脚

set_property -dict {PACKAGE_PIN J13 IOSTANDARD LVCMOS18} [get_ports GPIO_0_0_tri_io[0]]
set_property -dict {PACKAGE_PIN H13 IOSTANDARD LVCMOS18} [get_ports GPIO_0_0_tri_io[1]]

重新生成硬件信息

代码编写：

#include <stdio.h>
#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "sleep.h"


#define GPIO_DEVICE_ID		XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID

#define MIO_LED1      7//MIO7
#define MIO_LED2      8//MIO8
#define MIO_LED0      0//MIO0
#define MIO_KEY0      12//MIO12
#define EMIO_KEY0     54//EMIO54
#define EMIO_KEY1     55//EMIO54

XGpioPs Gpio;	/* The driver instance for GPIO Device. */

int main(){
	XGpioPs_Config *ConfigPtr;
	u32 ps_key;
	u32 pl_key1;
	u32 pl_key2;
	//初始化GPIO驱动配置

	//根据器件ID来查找器件配置信息
	ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
	//对GPIO的驱动进行初始化
	XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);

	//设置引脚方向
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_LED1, 1);
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_LED2, 1);
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_LED0, 1);
	//设置PS_KEY
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO_KEY0, 0);
	//设置PL_KEY
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, EMIO_KEY0, 0);
	XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, EMIO_KEY1, 0);

	//设置输出使能   0：输入    1：输出
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO_LED1, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO_LED2, 1);
	XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO_LED0, 1);
	printf("GPIO MIO TEXT!\n");
	while(1){
		ps_key = XGpioPs_ReadPin(&Gpio,MIO_KEY0);
		pl_key1 = XGpioPs_ReadPin(&Gpio,EMIO_KEY0);
		pl_key2 = XGpioPs_ReadPin(&Gpio,EMIO_KEY1);

		XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO_LED1, ps_key);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO_LED2, pl_key1);
		XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO_LED0, pl_key2);
	}
	return 0 ;
}

编译执行：