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SigmaDSP?系列多款器件均內(nèi)置通用輸入/輸出(GPIO)引腳，這些引腳可與外部硬件元件（如：LED、按鈕或旋轉(zhuǎn)編碼器）連接，某些還可多路復(fù)用至輔助ADC，這就使得電位器或模擬控制電壓可直接連接到IC。本文簡要說明如何在專用于SigmaDSP音頻處理器的編程、開發(fā)和調(diào)整軟件的圖形開發(fā)工具SigmaStudio中使用GPIO。

第一步如何訪問GPIO引腳

通過工具箱(ToolBox)中IO部分內(nèi)的通用輸入和輸出單元，可在SigmaStudio中訪問GPIO引腳。

圖1. GPIO ToolBox Cells

圖2. GPIO原理圖單元

點(diǎn)擊下拉式菜單，以便訪問所有可用的GPIO引腳。這些單元與Sigma-Studio中的其它單元一樣用線路連接，控制信號輸入和輸出的顯示顏色為紅色。

輔助ADC輸入單元的工作方式都相同。

圖3. 輔助ADC的輸入單元

第二步如何設(shè)置GPIO引腳

必須使用SigmaStudio中的寄存器控制窗口單獨(dú)配置GPIO引腳。GPIO寄存器控制的示例如圖4、圖5和圖6所示。

圖4. ADAU170x寄存器控制窗口的GPIO部分

圖5. ADAU144x寄存器控制窗口的GPIO部分

圖6. ADAU176x寄存器控制窗口的GPIO部分

在此處，根據(jù)接口電路可適當(dāng)設(shè)置GPIO引腳。可進(jìn)行的設(shè)置包括：“輸入GPIO去抖動”、“輸入GPIO無去抖動”、“輸出GPIO”、“輸出GPIO集電極開路”以及ADC。此外，某些器件可通過這些引腳，來輸入或輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)或時(shí)鐘。在某些器件上，GPIO引腳標(biāo)有MP(多用途)字樣，但它們的使用方法是相同的。

輸入GPIO去抖動

將開關(guān)或按鈕與GPIO引腳連接時(shí)，觸點(diǎn)抖動(也稱為振動)是最常見的問題。由于許多機(jī)械和電氣方面的因素，在切換過程中，可能會隨機(jī)出現(xiàn)一系列振蕩現(xiàn)象。為降低這些影響，則應(yīng)當(dāng)將時(shí)基去抖電路集成到特定SigmaDSP的GPIO電路中。通常，在寄存器控制窗口的GPIO部分可設(shè)置去抖時(shí)間。內(nèi)核會從每個(gè)音頻幀相關(guān)的寄存器處讀取輸入值。

圖7. 具有去抖數(shù)據(jù)流的輸入GPIO

輸入GPIO無去抖動

對于不受觸點(diǎn)抖動影響的輸入(比如：外部邏輯IC處的輸出)，可通過該設(shè)置旁路去抖電路。內(nèi)核會從每個(gè)音頻幀相關(guān)的寄存器處讀取輸入值。

圖8. 具有無去抖數(shù)據(jù)流的輸入GPIO

輸出GPIO

該設(shè)置可使引腳用于數(shù)字輸出。通常，每個(gè)引腳最大可驅(qū)動的電流為幾毫安。如需了解更多信息，請參見相關(guān)的SigmaDSP數(shù)據(jù)手冊。GPIO引腳會從每個(gè)音頻幀相關(guān)的寄存器處讀取輸入值。

圖9. 輸出GPIO數(shù)據(jù)流

輸出GPIO集電極開路

該設(shè)置將引腳置于集電極開路或開漏輸出模式(取決于器件內(nèi)部電路)，并且需要一個(gè)外部上拉電阻。該上拉電阻可與不同的IOVDD電源連接，但不能與DSP的電源連接，因此，如果連接不同邏輯電平下的IC，該模式非常有用。GPIO引腳會從每個(gè)音頻幀相關(guān)的寄存器處讀取輸入值。

圖10. 輸出GPIO集電極開路數(shù)據(jù)流

由控制端口驅(qū)動輸入

在該模式中，GPIO引腳被旁路，內(nèi)核會從相關(guān)寄存器讀取相應(yīng)的值?？赏ㄟ^控制端口來讀寫該寄存器的值。如果使用外部主控制器來控制信號流的各元素，則該模式將十分有用。內(nèi)核會從每個(gè)音頻幀相關(guān)的寄存器處讀取輸入值。

圖11. 由控制端口驅(qū)動輸入數(shù)據(jù)流

由控制端口驅(qū)動輸出

在該模式中，內(nèi)核中的信號流不影響相關(guān)GPIO引腳的輸出，并且引腳會從相關(guān)寄存器讀取相應(yīng)的輸出值?？赏ㄟ^控制端口來讀寫該寄存器的值。

對于直接控制電路的元素(比如：通過外部主控制器與GPIO引腳相連接的LED)，該模式非常有用。GPIO引腳會從每個(gè)音頻幀相關(guān)的寄存器處讀取輸入值。

圖12. 由控制端口驅(qū)動輸出數(shù)據(jù)流

ADC

在ADC模式下設(shè)置引腳時(shí)，引腳就相當(dāng)于輔助ADC的一個(gè)多路復(fù)用輸入端。在ADAU170x,上，應(yīng)當(dāng)激活反相位，以便正確使用ADC功能。盡管ADC的采樣速率取決于所使用的特定SigmaDSP，但內(nèi)核仍會從每個(gè)音頻幀的ADC讀取輸入值。

圖13. ADC數(shù)據(jù)流

在SigmaStudio?圖形編程軟件內(nèi)，可對GPIO引腳進(jìn)行分配，以使其控制音頻信號處理程序或受該程序的控制。器件運(yùn)行期間，可更改引腳的功能。如果用戶接口使用GPIO引腳，則可減少或無需使用微控制器，這樣就能大大減少簡單音頻系統(tǒng)的成本。