可编程接口

A. 什么是GPIO

嵌入式系统中常常有数量众多，但是结构却比较简单的外部设备/电路，对这些设备/电路有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用作输入信号。而且，许多这样的设备/电路只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了，比如灯亮与灭。对这些设备/电路的控制，使用传统的串行口或并行口都不合适。所以在微控制器芯片上一般都会提供一个“通用可编程IO接口”，即GPIO。接口至少有两个寄存器，即“通用IO控制寄存器”与“通用IO数据寄存器”。数据寄存器的各位都直接引到芯片外部，而对这种寄存器中每一位的作用，即每一位的信号流通方向，则可以通过控制寄存器中对应位独立的加以设置。这样，有无GPIO接口也就成为微控制器区别于微处理器的一个特征。在实际的MCU中，GPIO是有多种形式的。比如，有的数据寄存器可以按照位寻址，有些却不能按照位寻址，这在编程时就要区分了。比如传统的8051系列，就区分成可位寻址和不可位寻址两种寄存器。另外，为了使用的方便，很多mcu把glue logic等集成到芯片内部，增强了系统的稳定性能，比如GPIO接口除去两个标准寄存器必须具备外，还提供上拉寄存器，可以设置IO的输出模式是高阻，还是带上拉的电平输出，或者不带上拉的电平输出。这在电路设计中，外围电路就可以简化不少。另外需要注意的是，对于不同的计算机体系结构，设备可能是端口映射，也可能是内存映射的。如果系统结构支持独立的IO地址空间，并且是端口映射，就必须使用汇编语言完成实际对设备的控制，因为C语言并没有提供真正的“端口”的概念。如果是内存映射，那就方便的多了。GPIO优点GPIO的优点(端口扩展器)低功耗：GPIO具有更低的功率损耗(大约1μA，μC的工作电流则为100μA)。集成IIC从机接口：GPIO内置IIC从机接口，即使在待机模式下也能够全速工作。小封装：GPIO器件提供最小的封装尺寸 ― 3mm x 3mm QFN!低成本：您不用为没有使用的功能买单!快速上市：不需要编写额外的代码、文档，不需要任何维护工作!灵活的灯光控制：内置多路高分辨率的PWM输出。可预先确定响应时间：缩短或确定外部事件与中断之间的响应时间。更好的灯光效果：匹配的电流输出确保均匀的显示亮度。布线简单：仅需使用2条就可以组成IIC总线或3条组成SPI总线。与ARM 的几组GPIO引脚，功能相似，GPxCON 控制引脚功能，GPxDAT用于读写引脚数据。另外，GPxUP用于确定是否使用上拉电阻。

B. 可编程并行接口芯片和不可编程并行接口芯片有何不同

可编程并行接口芯片与不可编程并行接口芯片之间的主要区别在于它们的功能灵活性。可编程并行接口芯片是一种能够根据需要进行编程和重新编程的芯片，具备高度灵活性和可配置性，适用于多种复杂的应用和系统设计，如嵌入式系统、通信系统等。这类芯片支持多种数据传输方式，例如单字节、双字节、四字节等，可以通过编程支持不同的传输速率，如高速、低速等，同时还支持不同的传输协议，如并行传输、串行传输等，以及多种控制方式，如读写控制、中断控制等。

相比之下，不可编程并行接口芯片则是一种固定的、不可编程的芯片，一旦制造完成，其内部逻辑和功能无法修改。这类芯片具有固定的特性，例如固定的数据传输方式、固定的传输速率、固定的传输协议和固定的控制方式。不可编程并行接口芯片通常用于简单的系统设计中，如打印机、显示器等。

简而言之，可编程并行接口芯片因其高度的灵活性和可配置性，在复杂的系统设计中占有重要地位，而不可编程并行接口芯片则因其固定性和稳定性，适用于简单的系统设计。

可编程并行接口芯片和不可编程并行接口芯片之间的主要区别还在于它们的应用范围。可编程并行接口芯片因其高度的灵活性和可配置性，在复杂的系统设计中有着广泛的应用，如嵌入式系统、通信系统、计算机系统等，可以满足不同的需求。而不可编程并行接口芯片则因其固定性和稳定性，主要用于简单的系统设计，如打印机、显示器、键盘等。

综上所述，可编程并行接口芯片和不可编程并行接口芯片之间存在着明显的区别。可编程并行接口芯片因其高度的灵活性和可配置性，在复杂的系统设计中发挥着重要作用，而不可编程并行接口芯片则因其固定性和稳定性，适用于简单的系统设计。