13、nRF52xx蓝牙学习（GPIOTE组件方式的任务配置）
nrfx_err_t nrfx_gpiote_out_init(nrfx_gpiote_pin_t pin,nrfx_gpiote_out_config_t const * p_config)
{NRFX_ASSERT(nrf_gpio_pin_present_check(pin));NRFX_ASSERT(m_cb.state == NRFX_DRV_STATE_INITIALIZED);NRFX_ASSERT(p_config);nrfx_err_t err_code = NRFX_SUCCESS;if (pin_in_use(pin)){err_code = NRFX_ERROR_INVALID_STATE;}else{if (p_config->task_pin){int8_t channel = channel_port_alloc(pin, NULL, true);if (channel != NO_CHANNELS){nrf_gpiote_task_configure((uint32_t)channel,pin,p_config->action,p_config->init_state);}else{err_code = NRFX_ERROR_NO_MEM;}}else{pin_in_use_set(pin);}if (err_code == NRFX_SUCCESS){if (p_config->init_state == NRF_GPIOTE_INITIAL_VALUE_HIGH){nrf_gpio_pin_set(pin);}else{nrf_gpio_pin_clear(pin);}nrf_gpio_cfg_output(pin);pin_configured_set(pin);}}NRFX_LOG_INFO("Function: %s, error code: %s.", __func__, NRFX_LOG_ERROR_STRING_GET(err_code));return err_code;
}
nrfx_gpiote_out_init 函数的主要作用是初始化一个 GPIO 引脚作为 GPIOTE（通用外设中断和事件）的输出引脚。它接收一个引脚编号和一个配置结构体指针作为参数，根据配置对引脚进行相应的初始化设置，并返回初始化结果的错误码。
函数参数 • nrfx_gpiote_pin_t pin：要初始化的 GPIO 引脚编号。
• nrfx_gpiote_out_config_t const * p_config：指向 GPIO 输出配置结构体的指针，该结构体包含了引脚的各种配置信息，如是否作为任务引脚、引脚动作、初始状态等。
nrfx_gpiote_out_config_结构体定义如下 ：
typedef struct
{nrf_gpiote_polarity_t action; /**< Configuration of the pin task. */nrf_gpiote_outinit_t init_state; /**< Initial state of the output pin. */bool task_pin; /**< True if the pin is controlled by a GPIOTE task. */
} nrfx_gpiote_out_config_t;其中nrf_gpiote_outinit_t是枚举类型，其定义如下 ：
typedef enum
{NRF_GPIOTE_INITIAL_VALUE_LOW = GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Low, ///< Low to high.NRF_GPIOTE_INITIAL_VALUE_HIGH = GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_High ///< High to low.
} nrf_gpiote_outinit_t;NRFX_ASSERT(nrf_gpio_pin_present_check(pin));
NRFX_ASSERT(m_cb.state == NRFX_DRV_STATE_INITIALIZED);
NRFX_ASSERT(p_config);
NRFX_ASSERT 是一个断言宏，用于在开发和调试阶段检查某些条件是否满足。如果条件不满足，程序会触发断言失败，帮助开发者快速定位问题。
nrf_gpio_pin_present_check(pin) 检查指定的引脚是否存在
m_cb.state == NRFX_DRV_STATE_INITIALIZED 检查 GPIOTE 驱动的状态是否已经初始化。
p_config 检查配置结构体指针是否有效。
if (pin_in_use(pin))
{
err_code = NRFX_ERROR_INVALID_STATE;
}
pin_in_use(pin) 函数检查指定的引脚是否已经被使用。如果该引脚已经被使用，则将错误码设置为 NRFX_ERROR_INVALID_STATE，表示状态无效。
else
{
if (p_config->task_pin)
{
int8_t channel = channel_port_alloc(pin, NULL, true);
if (channel != NO_CHANNELS)
{
nrf_gpiote_task_configure((uint32_t)channel,
pin,
p_config->action,
p_config->init_state);
}
else
{
err_code = NRFX_ERROR_NO_MEM;
}
}
如果引脚未被使用，检查配置结构体中的 task_pin 字段。
如果 task_pin 为真，表示该引脚要作为任务引脚使用。
channel_port_alloc(pin, NULL, true) 函数尝试为该引脚分配一个 GPIOTE 通道。如果分配成功，返回通道编号；如果没有可用通道，返回 NO_CHANNELS。
如果通道分配成功，调用 nrf_gpiote_task_configure 函数对该通道进行配置，传入通道编号、引脚编号、引脚动作和初始状态等参数。
如果通道分配失败，将错误码设置为 NRFX_ERROR_NO_MEM，表示内存不足（这里实际是没有可用的 GPIOTE 通道）。
channel_port_alloc函数代码如下：
static int8_t channel_port_alloc(uint32_t pin, nrfx_gpiote_evt_handler_t handler, bool channel)
{int8_t channel_id = NO_CHANNELS;uint32_t i;uint32_t start_idx = channel ? 0 : GPIOTE_CH_NUM;uint32_t end_idx =channel ? GPIOTE_CH_NUM : (GPIOTE_CH_NUM + NRFX_GPIOTE_CONFIG_NUM_OF_LOW_POWER_EVENTS);// critical sectionfor (i = start_idx; i < end_idx; i++){if (m_cb.handlers[i] == FORBIDDEN_HANDLER_ADDRESS){pin_in_use_by_te_set(pin, i, handler, channel);channel_id = i;break;}}// critical sectionreturn channel_id;
}代码解释如下 ：
函数概述 channel_port_alloc 是一个静态函数，其作用是为指定的引脚分配一个通道。
该函数会在特定的通道范围内查找可用通道，若找到，就将该通道分配给指定引脚，并返回通道编号；若未找到，就返回 NO_CHANNELS。
函数参数
• pin：类型为 uint32_t，代表要分配通道的引脚编号。
• handler：类型为 nrfx_gpiote_evt_handler_t，是一个事件处理函数指针，当该引脚发生事件时会调用此函数。
• channel：类型为 bool，用于确定通道分配的范围。若为 true，就在普通通道范围内分配；若为 false，就在低功耗事件通道范围内分配。
若成功分配通道，返回通道编号；若未找到可用通道，返回 NO_CHANNELS。
代码详细解释
static int8_t channel_port_alloc(uint32_t pin, nrfx_gpiote_evt_handler_t handler, bool channel)
{
int8_t channel_id = NO_CHANNELS;
uint32_t i;
根据 channel 参数确定通道分配的起始和结束索引
uint32_t start_idx = channel ? 0 : GPIOTE_CH_NUM; 这行代码的作用是根据 channel 的值来确定通道分配范围的起始索引。
• 若 channel 为 true（非零），则 start_idx 被赋值为 0。这意味着通道分配从编号为 0 的通道开始。
• 若 channel 为 false（零），则 start_idx 被赋值为 GPIOTE_CH_NUM。这表明通道分配从编号为 GPIOTE_CH_NUM 的通道开始。
uint32_t end_idx = channel ? GPIOTE_CH_NUM : (GPIOTE_CH_NUM + NRFX_GPIOTE_CONFIG_NUM_OF_LOW_POWER_EVENTS);
这行代码的作用是根据 channel 的值来确定通道分配范围的结束索引。
• 若 channel 为 true（非零），则 end_idx 被赋值为 GPIOTE_CH_NUM。这意味着通道分配的范围是从 0 到 GPIOTE_CH_NUM - 1。
• 若 channel 为 false（零），则 end_idx 被赋值为 GPIOTE_CH_NUM + NRFX_GPIOTE_CONFIG_NUM_OF_LOW_POWER_EVENTS。这表明通道分配的范围是从 GPIOTE_CH_NUM 到 GPIOTE_CH_NUM + NRFX_GPIOTE_CONFIG_NUM_OF_LOW_POWER_EVENTS - 1。
总结 这两行代码的目的是根据 channel 的值选择不同的通道分配范围：
• 当 channel 为 true 时，通道分配范围是从 0 到 GPIOTE_CH_NUM - 1，通常代表普通通道的范围。
• 当 channel 为 false 时，通道分配范围是从 GPIOTE_CH_NUM 到 GPIOTE_CH_NUM + NRFX_GPIOTE_CONFIG_NUM_OF_LOW_POWER_EVENTS - 1，一般代表低功耗事件通道的范围。
// 进入临界区，这里代码注释表示是临界区，但代码中未实际体现临界区的保护代码
// 临界区用于确保在多线程或多任务环境下，对共享资源的操作是原子的
// 遍历指定范围的通道
for (i = start_idx; i < end_idx; i++)
{
// 检查当前通道的处理函数地址是否为禁止使用的地址
if (m_cb.handlers[i] == FORBIDDEN_HANDLER_ADDRESS)
{
// 如果是，调用 pin_in_use_by_te_set 函数将该引脚标记为已使用，并关联处理函数
pin_in_use_by_te_set(pin, i, handler, channel);
// 将通道编号赋值给 channel_id
channel_id = i;
// 找到可用通道后，跳出循环
break;
}
}
// 退出临界区，同样这里代码注释表示是临界区，但未实际体现临界区的保护代码
// 返回通道编号，如果未找到可用通道，返回 NO_CHANNELS
return channel_id;
}
代码逻辑总结
1. 把 channel_id 初始化为 NO_CHANNELS，这意味着默认情况下未找到可用通道。
2. 依据 channel 参数确定通道分配的起始和结束索引。
3. 进入临界区（代码注释表明是临界区，但未实际实现临界区保护），以此保证在多线程或多任务环境下对共享资源的操作是原子的。
4. 遍历指定范围的通道，检查每个通道的处理函数地址是否为禁止使用的地址。
5. 若找到可用通道，调用 pin_in_use_by_te_set 函数将该引脚标记为已使用，并关联处理函数，然后将通道编号赋值给 channel_id，接着跳出循环。
6. 退出临界区（代码注释表明是临界区，但未实际实现临界区保护）。
7. 返回通道编号，若未找到可用通道，返回 NO_CHANNELS。
nrf_gpiote_task_configure函数代码如下：
__STATIC_INLINE void nrf_gpiote_task_configure(uint32_t idx, uint32_t pin,nrf_gpiote_polarity_t polarity,nrf_gpiote_outinit_t init_val)
{NRF_GPIOTE->CONFIG[idx] &= ~(GPIOTE_CONFIG_PORT_PIN_Msk |GPIOTE_CONFIG_POLARITY_Msk |GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Msk);NRF_GPIOTE->CONFIG[idx] |= ((pin << GPIOTE_CONFIG_PSEL_Pos) & GPIOTE_CONFIG_PORT_PIN_Msk) |((polarity << GPIOTE_CONFIG_POLARITY_Pos) & GPIOTE_CONFIG_POLARITY_Msk) |((init_val << GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Pos) & GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Msk);
}nrf_gpiote_task_configure 是一个静态内联函数，其用途是对 nRF GPIOTE（通用引脚输入 / 输出任务和事件）模块的特定通道配置寄存器进行设置。借助该函数，你能够指定特定通道所关联的引脚、引脚极性以及初始输出值。
函数参数
• idx：uint32_t 类型，代表要配置的 GPIOTE 通道的索引。
• pin：uint32_t 类型，代表要关联到该通道的引脚编号。
• polarity：nrf_gpiote_polarity_t 类型，用于指定引脚的极性，例如高电平触发、低电平触发等。 • init_val：nrf_gpiote_outinit_t 类型，用于指定引脚的初始输出值。
代码逻辑步骤
1. 清除相关位：
NRF_GPIOTE->CONFIG[idx] &= ~(GPIOTE_CONFIG_PORT_PIN_Msk |
GPIOTE_CONFIG_POLARITY_Msk |
GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Msk);
NRF_GPIOTE->CONFIG[idx] 表示 GPIOTE 模块中第 idx 个通道的配置寄存器。 GPIOTE_CONFIG_PORT_PIN_Msk、GPIOTE_CONFIG_POLARITY_Msk 和 GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Msk 分别是用于选择引脚、极性和初始输出值的位掩码。
~ 是按位取反运算符，&= 是按位与赋值运算符。这行代码的作用是把配置寄存器中与引脚、极性和初始输出值相关的位清零，为后续设置新值做准备。
2. 设置新值：
NRF_GPIOTE->CONFIG[idx] |= ((pin << GPIOTE_CONFIG_PSEL_Pos) & GPIOTE_CONFIG_PORT_PIN_Msk) |
((polarity << GPIOTE_CONFIG_POLARITY_Pos) & GPIOTE_CONFIG_POLARITY_Msk) |
((init_val << GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Pos) & GPIOTE_CONFIG_OUTINIT_Msk);
<< 是左移运算符，用于把 pin、polarity 和 init_val 移动到配置寄存器中对应的位置。
& 是按位与运算符，用于确保只有对应位掩码覆盖的位被设置。
| 是按位或运算符，|= 是按位或赋值运算符。这行代码的作用是将移动并掩码处理后的 pin、polarity 和 init_val 值设置到配置寄存器中。
总结 此函数的主要功能是先清除 GPIOTE 通道配置寄存器中与引脚、极性和初始输出值相关的位，然后将新的引脚编号、极性和初始输出值设置到这些位上，从而完成对指定通道的配置。
（2）nrfx_gpiote_out_task_enable函数
void nrfx_gpiote_out_task_enable(nrfx_gpiote_pin_t pin)
{NRFX_ASSERT(nrf_gpio_pin_present_check(pin));NRFX_ASSERT(pin_in_use(pin));NRFX_ASSERT(pin_in_use_by_te(pin));nrf_gpiote_task_enable((uint32_t)m_cb.pin_assignments[pin]);
}