《LabVIEW ZYNQ FPGA宝典》第6章＞＞实验4：LabVIEW读取ZYNQ PS（ARM）端MIO引脚（读取PS端按键状态）

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1、实验内容

上一节实验3里面我们向大家展示了如何使用LabVIEW控制ZYNQ PS端的MIO输出点亮或者熄灭LED灯，本节实验我继续MIO实验，向用户展示如何编写一个ZYNQ PS端Linux RT应用程序直接读取PS端MIO引脚上的电平状态，比如捕捉ZYNQ底板上挂在PS端的两个按键KEY的按压状态，相当于将MIO设置成输入模式。

2、实验目标

本节实验我们需要学会利用LabVIEW编写一个可以读取ZYNQ底板上2个PS端按键状态的Linux RT程序，编译部署下载到ZYNQ芯片的PS端ARM里面去运行，利用LabVIEW Linux RT应用程序在线前面板交互式运行，观察按键按压状态，再次复习并熟练掌握ZYNQ平台PS（ARM）端的LabVIEW Linux RT程序开发过程和原理。

3、硬件介绍

本节实验只需要用到正点原子领航者ZYNQ开发板，Xilinx JTAG下载器本节实验用不上，因为本节实验我们不需要对PL端FPGA进行编程，所以也就不用观察FPGA部分的状态变化，只需要借助网线部署下载Linux RT程序到PS端ARM里面运行即可。

原子领航者ZYNQ底板上有2个挂在PS端物理按键，标识分别是“PS_KEY0”和“PS_KEY1”，位于板子右下角，如图4-1所示。这2个按键也是原子为了展示PS端ARM引脚可编程专门预留的。

图4-1：正点原子领航者ZYNQ开发板上挂在PS端ARM上的两个按键

4、原理图介绍

正点原子ZYNQ领航者底板上的2个开关按键（PS_KEY0和PS_KEY1）对应的MIO引脚原理图，如图4-2所示，可以看出，这两个按键分别与ZYNQ芯片PS端ARM BANK500的MIO12和MIO11这两个引脚相连，如图4-3所示。请记住这2个引脚名称，后面我们用LabVIEW编写Linux RT程序时候，需要调用MIO12和MIO11这2个引脚。

图4-2：原子ZYNQ底板上的2个PS端按键对应的MIO引脚原理图（MIO12、MIO11）

5、驱动VI函数讲解

正式开始采用LabVIEW编写ZYNQ PS端Linux RT MIO引脚读取输入之前，我们先来了解一下本节实验要用到的Linux RT下的通用GPIO驱动VI函数功能。

为了方便用户使用，我们提前将底层通用GPIO引脚配置函数封装到LabVIEW Linux RT环境下的“PowerGod-RIO-RT”选板里面，变成一个个小图标，一目了然。

要完成本节实验，我们需要用到3个函数选板，分别是“PS_Load_KO”、“PS_MIO_Pins”和“PS_Reg_Address”，如图4-3所示。

图4-3：本节实验要用到的神电测控“PowerGod-RIO-RT”里面的3个函数选板

下面，我们分别介绍一下这3个选板里面的VI功能和应用场合。

1）为了提高ZYNQ芯片PS端的内存使用率，我们将很多外设KO驱动做成了动态加载和卸载。比如本节实验，我们需要读取PS端的MIO引脚电平状态，MIO属于通用IO，也就是GPIO类，所以在Linux RT程序初始化之前，我们需要利用下面图4-4里面的GPIO动态加载Load_GPIO_KO函数（PSLoadGPIOKO(SubVI).vi）加载GPIO驱动，等到Linux RT程序停止退出之前，再调用Unload_GPIO_KO卸载函数（PSUnloadGPIOKO(SubVI).vi）卸载GPIO驱动以便释放GPIO占用的内存和资源。

图4-4：GPIO外设驱动动态加载和卸载函数

2）ZYNQ芯片PS端因为是ARM，所有外设的配置和操控，本质上就是对寄存器地址空间的访问和读写，也就是说，所有PS端外设都可以通过查看ZYNQ芯片手册，找到对应的物理寄存器地址，然后利用下图4-5所示的“PS_Reg_Address”寄存器函数选板里面的4个基础VI实现全部所有功能。理论上，有了这4个基础寄存器操作函数，就能实现对ZYNQ PS端ARM里面所有外设的控制。在本节实验总结里面，我们会给出利用这4个寄存器函数实现对PS端54个MIO引脚的批量读写和控制。