MC9S12G128模块化分层化软件架构之四——LED
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1 overview
1.1 目的
本文档用于起点开发板的PORT模块软件编写说明。
不局限于硬件功能的实现，着眼于实现高质量、优美的软件。
2 软件分层架构
软件分为底层驱动层——driver层，中间件层（本软件中称之为modules）和应用层——application。
2.1 driver层
与MCU寄存器打交道的软件放在driver层。
diver层分为两部分，一部分是MCU芯片内部寄存器中需要配置的参数，每一个module里面有一个xxx_cfg.c，把MCU在本module中尽量多的寄存器都放在指针数组中，给上层的中间件层和driver层中的服务函数访问。
如在drio_cfg.c中定义drio_dir_reg[]
在drio.c中的drio_set_pin_input()函数会访问该数组以设置某个具体的port和pin的为输入属性。
2.2 中间件层
中间件中放每个模块的相关功能。中间件层分为两部分，一部分为服务函数，包括如每个模块的初始化（IO初始化，ADC初始化）、每个模块处理任务、每个模块数据采集任务。另外一部分为配置部分，需要根据硬件原理图填入对应的配置。
如在中间件层的mdio.c中，包括了IO的初始化部分和输入的IO的电平采集任务；
在mdio_cfg.c中，则是具体的IO输出输入配置；
3 LED分析
3.1 原理图
起点开发板共计8个LED。
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LED |
MCU PIN |
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LED1 |
PP2 |
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LED2 |
PP3 |
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LED3 |
PP4 |
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LED4 |
PP5 |
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LED5 |
PP6 |
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LED6 |
PP7 |
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LED7 |
PT7 |
|
LED8 |
PT6 |
3.2 PORT和PIN的处理
以PORTT为例：
从《MC9S12G128模块化分层化软件架构之二——IO驱动》中可知，方向寄存器DDR可以存储在drio_cfg.c的drio_dir_reg数组中，
PP2~PP7、PT6和PT7引脚设置为输出：
BYTEOP_BIT_CLEAR_AT(*drio_dir_reg[port],pin);
4 软件实现
4.1 CodingRule
具体可在源码的 .\MC9S12G128_LED\Sources\code_rules.txt中可见。
4.2 driver层
4.2.1 drio.c
该文件中主要有以下功能：
① 引脚输出设置；
② 引脚输入设置；
③ 引脚上拉下拉使能设置；
④ 引脚下拉下拉选择；
4.2.1.1 引脚输出设置修改
形参：
port： drio_cfg.h中所有的枚举的port；
pin：drio_cfg.h中所有枚举的PIN；
-
使用位操作
4.2.1.2 引脚输入设置
形参：
port： drio_cfg.h中所有的枚举的port；
pin：drio_cfg.h中所有枚举的PIN；
-
使用位操作
4.2.1.3 设置引脚输出值
形参：
port： drio_cfg.h中所有的枚举的port；
pin：drio_cfg.h中所有枚举的PIN；
bit_val：引脚要输出的电平值；
4.2.2 drio.h
函数声明
4.3 中间件module层
4.3.1 mdio_cfg.c
该文件与MCU原理图紧密关联，根据原理图，文件中应当定义有哪些port的哪些PIN是输出的，哪些port的哪些PIN是输入的，输入的引脚是否需要上拉还是下拉，是否需要debounce，debounce的时长是多少，debounce方式是什么？
考虑的问题可以在文件的log中看到：
4.3.1.1 引脚输出配置
输出的引脚具有以下属性：
* port
* pin
* open drain（可省略）
* 初始化引脚电平
* 进入睡眠模式的引脚电平（在实际应用中，MCU进入睡眠模式后需要明确输出脚的电平。）
增加输出port和pin：
数组化配置，更有利于实现平台化配置，方便产品的迭代和多样化。
4.3.1.2 引脚输入配置
输出的引脚具有以下属性：
* port
* pin
* deb_type(debounce type)
* deb_ctr(debounce counter)
4.3.1.3 输出输入数组大小定义
设置数组中配置元素大小的意义在于可以在mdio_init初始化中确定需要初始化的个数，在input IO采样的任务中，可以明确采样的个数。
4.3.2 mdio_cfg.h
4.3.2.1 输出数组类型结构体定义
4.3.2.2 输入数组类型结构体定义
4.3.2.3 debounce方式枚举定义
4.3.2.4 无效值定义
4.3.3 mdio.c
4.3.3.1 io初始化函数
codeing rule:
① 使用指针指向mdio_output_cfg和mdio_input_cfg，不直接操作全局数组；
② 对port和pin的范围有效性判断；
4.3.4 mdio.h
函数声明：
4.3.5 apl_led.h
在应用层中，应该只调用中间层——module层。
① 首先要确定的是每个LED的在mdio_cfg.c中的mdio_output_cfg[]中的index是多少；
② 使用宏给应用层提供LED_ON和LED_OFF的接口，然后宏替换为中间层的接口；
代码如下：
4.3.6 apl_led.c
暂时使用apl_led.h中的宏提供LED_ON和LED_OFF，后期需要在apl_led.c中添加LED闪烁和PWM调节LED光亮。
4.3.7 main.c
4.3.7.1 时间片基准
在main函数中使用delay_1ms模拟1毫秒时间片，为main提供时间片基准。
4.3.7.2 LED500ms周期闪烁
LED闪烁周期LED_TASK_PERIOD为500，tick_ctr当做计时器，计满清零。
注意：tick_ctr最大为65536，但是不能让tick_ctr自动的加满至65536后溢出归零。
5 软件测试及调试
5.1 MCU register
5.1.1 DDR数据方向寄存器
从图中可以看出，我们需要PP2~PP7的DDR为1，即output，PPT6和PPT7的DDR为1，即output，正确无误。
5.1.2 Data Register数据寄存器
5.1.2.1 LEDOFF
在LED_OFF出打断点，LED OFF需要输出高电平，即数据寄存器为1，从图中可见，当程序运行出LED_OFF的代码后，PTT的PTT6和PTT7，PTP的PTP2~PTP7数据寄存器都为1。
5.1.2.2 LED ON
在LED_ON处打断点，LED ON需要输出高电平，即数据寄存器为0，从图中可见，当程序运行到LED_ON的代码后，PTT的PTT6和PTT7，PTP的PTP2~PTP7数据寄存器都为0。（注LED8对应的PIN为PTT6，还未运行完APL_LED8_ON，所以PTT6还是1.）
5.2 tick_ctr循环周期
从图中可以见看出，当进入LED_ON时，tick_ctr为7000，可以整除LED_TASK_PERIOD（500）。
5.3 tick_ctr归零
在tick_ctr归零处打断点，当tick_ctr大于等于(65535 – 65535 % 500)时，tick_ctr归零，开始新的循环。
5.4 实物展示