TMS320F2812 DSP 通用I/O端口实验：线性键盘控制跑马灯 + 矩阵键盘控制LED-编程阁

最近在《DSP原理与应用》课程中完成了基于TMS320F2812的GPIO实验，内容包括线性键盘控制跑马灯方向与启停，以及矩阵键盘独立控制8个LED。在这里把实验过程和代码整理出来，希望对学习DSP的小伙伴有所帮助。

一、实验概述

1.1 实验目的

掌握TMS320F2812 GPIO寄存器的配置方法（复用功能、方向控制、数据读写）
理解线性键盘与矩阵键盘的硬件连接及扫描识别原理
学习利用GPIO控制LED实现流水灯及独立点亮
巩固C语言及CCS开发环境的使用

1.2 实验环境

硬件：SEED-DPS2812M开发板（TMS320F2812）、XDS510仿真器、PC
软件：Windows + Code Composer Studio (CCS)

二、GPIO寄存器基础

TMS320F2812的GPIO通过以下几类寄存器配置：

寄存器	功能说明
`GPxMUX`	复用控制：0→GPIO功能，1→外设功能
`GPxDIR`	方向控制：0→输入，1→输出
`GPxDAT`	数据寄存器：读引脚状态 / 写输出电平
`GPxSET`	置位寄存器：写1将对应输出引脚置高
`GPxCLEAR`	清零寄存器：写1将对应输出引脚拉低
`GPxTOGGLE`	翻转寄存器：写1使输出引脚电平翻转

注意：GPxMUX和GPxDIR受EALLOW保护，修改前需执行EALLOW，修改后执行EDIS。

三、任务1：线性键盘控制跑马灯方向及启停

3.1 硬件连接

LED输出：GPIOA0~A7 → 8个LED（D08~D15）
按键输入：SW1→GPIOB5、SW4→GPIOB4、SW7→GPIOB3
扫描输出：GPIOB2 输出低电平作为公共扫描线

线性键盘原理：公共端（B2）输出低电平，分别读取三个输入引脚状态，低电平表示该按键被按下。

3.2 软件设计思路

初始化：所有LED熄灭，GPIOB2=0，方向初始为从右向左，起始点亮最右边LED
主循环：若run_flag==1则点亮当前LED → 延时并扫描按键 → 熄灭当前LED → 根据方向更新下一个LED
按键扫描：检测SW1/SW4/SW7，加入消抖，改变方向/启停标志

3.3 关键代码

// 线性键盘按键对应的 GPIO 引脚（输入） #define KEY_SW1 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB5 // SW1 #define KEY_SW4 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB4 // SW4 #define KEY_SW7 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB3 // SW7 // 全局变量 Uint32 current_led; // 当前点亮的LED位 Uint32 direction; // 0:从右向左, 1:从左向右 Uint32 run_flag; // 1:流动, 0:停止 // 线性键盘扫描函数 void Scan_Key(void) { Uint32 i; if(KEY_SW1 == 0) { for(i=0; i<10000; i++); // 消抖 if(KEY_SW1 == 0) { direction = 0; // 从右向左 current_led = 0x0080; // 最右边LED run_flag = 1; while(KEY_SW1 == 0); // 等待释放 } } else if(KEY_SW4 == 0) { // 类似处理，direction=1，current_led=0x0001 } else if(KEY_SW7 == 0) { // 停止：run_flag=0，但保持当前LED点亮 } }

3.4 GPIO配置（关键部分）

void Gpio_select(void) { EALLOW; GpioMuxRegs.GPAMUX.all = 0x0000; // GPIOA全部为GPIO GpioMuxRegs.GPBMUX.all = 0x0000; GpioMuxRegs.GPADIR.all = 0xFFFF; // GPIOA全部输出（LED） // GPIOB: B0~B1输出，B2输出(扫描线)，B3~B5输入(按键) GpioMuxRegs.GPBDIR.all = 0xFFC7; // 1111 1111 1100 0111 EDIS; }

3.5 实验现象

按下SW1：跑马灯从右向左循环流动
按下SW4：方向立即切换为从左向右
按下SW7：跑马灯停止，当前LED保持点亮；再次按SW1/SW4恢复流动

四、任务2：矩阵键盘控制LED独立点亮

4.1 硬件连接

LED输出：GPIOA0~A7（与任务1相同）
矩阵键盘：
- 行输入：GPIOB5（行0）、GPIOB4（行1）、GPIOB3（行2）
- 列输出：GPIOB2（列0）、GPIOB1（列1）、GPIOB0（列2）

采用3×3矩阵键盘（SW1~SW9），使用列扫描法。

4.2 扫描流程

所有列线输出高电平
依次将某一列置低，其余列保持高
读取三根行线状态，若某行为低，则记录行号
延时5ms消抖，再次确认该行仍为低
计算键值：key = row*3 + col + 1（范围1~9）
映射到LED：键值1~8点亮对应LED（GPIOA0~A7），键值9熄灭所有LED

4.3 关键代码

// 行输入定义 #define ROW0 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB5 #define ROW1 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB4 #define ROW2 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB3 // 列输出定义 #define COL0 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB2 #define COL1 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB1 #define COL2 GpioDataRegs.GPBDAT.bit.GPIOB0 Uint16 Scan_Key(void) { Uint16 col, row; // 所有列输出高 COL0 = 1; COL1 = 1; COL2 = 1; Delay_us(20); for(col = 0; col < 3; col++) { // 当前列置低 if(col == 0) { COL0 = 0; COL1 = 1; COL2 = 1; } else if(col == 1) { COL0 = 1; COL1 = 0; COL2 = 1; } else { COL0 = 1; COL1 = 1; COL2 = 0; } Delay_us(50); // 读取行状态 if(ROW0 == 0) row = 0; else if(ROW1 == 0) row = 1; else if(ROW2 == 0) row = 2; else continue; // 消抖确认 Delay_ms(5); // 再次设置当前列并读取行 if( (row==0 && ROW0==0) || (row==1 && ROW1==0) || (row==2 && ROW2==0) ) { return row*3 + col + 1; // 返回键值1~9 } } return 0; // 无按键 } void Set_LED(Uint16 key) { if(key >= 1 && key <= 8) { Uint16 led_bit = 1 << (key - 1); GpioDataRegs.GPASET.all = led_bit; // 只点亮对应LED } else if(key == 9) { GpioDataRegs.GPACLEAR.all = 0x00FF; // 熄灭所有LED } }