[发明专利]一种带事件捕获功能的通用目的输入输出电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种带事件捕获功能的通用目的输入输出(GPIO，General-Purpose Input Output)电路。

背景技术

在嵌入式系统中常常有数量众多，但是结构却相对简单的外部设备和电路，对这些设备，有的需要CPU输出控制信号，有的需要被用作CPU的输入信号。并且，这些设备和电路往往结构和功能都比较简单，不需要使用复杂的输入输出接口规范，例如，外部的数码管，指示灯，以及输入按键等设备，一般只需要一位或几位控制信号，因此在微控制芯片上一般都会提供数量不等的通用目的输入输出(GPIO)端口。

如图1所示，为现有技术中基本GPIO端口电路的结构图。该GPIO端口包括方向寄存器110、设置数据寄存器120、清除数据寄存器130、输入数据寄存器140、输出数据寄存器150、第一输入同步触发器170、第二输入同步触发器160和三态缓冲器180。用户可以通过写0或1到方向寄存器110来决定该GPIO端口被用做输入或输出端口。如果将端口配置为输出，则用户可以通过写输出寄存器150来控制该端口的输出驱动值；如果将端口配置为输入，则用户可以读输入寄存器140来查看输入数据的值。

GPIO端口由方向寄存器110控制其输入输出方向，方向寄存器110的值控制三态缓冲器180，如果方向寄存器110的值为0，则三态缓冲器180使能，输出数据，此时GPIO端口用做输出端口；如果方向寄存器110的值为1，则三态缓冲器180关闭，输出高阻状态，此时GPIO端口用做输入端口。

如果将GPIO端口设置为输出端口，则用户可以写设置数据寄存器120和清除数据寄存器130来控制GPIO端口输出的状态；用户写1到设置数据寄存器120则将输出数据寄存器150的值置为1，输出状态被驱动为高电平，用户写1到清除数据寄存器130则将输出数据寄存器150的值置为0，输出状态被驱动为低电平。如果将GPIO端口设置为输入端口，外部输入的数据首先将经过两个同步触发器(第一输入同步触发器170和第二输入同步触发器160)进行同步，这两个同步触发器均由D触发器构成；输入数据被同步后写入到输入数据寄存器140，用户可以读输入数据寄存器140来查看当前GPIO端口的输入值。值得注意的是，当GPIO端口设置为输出端口时，从三态缓冲器180输出的数据也将会经过两个同步触发器被写入到输入数据寄存器140，此时输入数据寄存器140的值并不代表输入数据，而只是当前输出寄存器经过两个同步触发器延时后的数值；当GPIO端口被设置为输入端口时，因为三态缓冲器180的隔离作用，输出数据寄存器150的值不会对输入数据产生影响。

现有技术存在的缺点是，目前基本GPIO端口的功能有限，不具备事件捕获的功能。

发明内容

本发明的目的旨在解决上述技术缺陷，提出了带事件捕获功能的通用目的输入输出电路。

为达到上述目的，本发明一方面提出了一种带事件捕获功能的通用目的输入输出GPIO电路，包括：GPIO基本电路模块；和与所述GPIO基本电路模块相连的事件捕获模块，所述事件捕获模块接收通过所述GPIO基本电路模块输入的输入数据，并接收用户指令，以及根据所述用户指令对所述输入数据的边沿进行检测，并根据所述检测结果输出中断信号。

本发明扩展了基本GPIO端口的功能，使之具有事件捕获的功能，并且能够检测出GPIO端口上更复杂的信号变化行为。另外，在本发明的优选实施例中，本发明的第一事件捕获模式模块和第二事件捕获模式模块实现了对GPIO信号的复杂处理，相比基本的GPIO电路，可以根据用户的需求进行灵活的配置，检测更复杂的外部信号的变化，产生中断从而使CPU响应外部事件。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术中基本GPIO端口电路的结构图；

图2为本发明实施例一的带事件捕获功能的GPIO电路结构图；

图3为本发明实施例二的事件捕获模块结构图；

图4为本发明实施例三的事件捕获模块结构图；和

图5为本发明实施例的带事件捕获功能的GPIO电路结构图。

具体实施方式