第十一章 FPIOA管理器實驗
1）實驗平臺：正點原子DNK210開發板
2） 章節摘自【正點原子】DNK210使用指南 - CanMV版 V1.0
3）購買連結:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=782801398750
4）全套實驗原始碼+手冊+影片下載地址：http://www.openedv.com/docs/boards/k210/ATK-DNK210.html
5）正點原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890
6）正點原子K210技術交流企鵝群:605557868
本章實驗將介紹如何使用CanMV內建的FPIOA管理器指令碼來管理晶片內部功能和引腳的對映關係。透過本章的學習，讀者將學習到CanMV內建的FPIOA管理器指令碼的使用。
本章分為如下幾個小節：
11.1 FPIOA和FPIOA管理器指令碼介紹
11.2 硬體設計
11.3 程式設計
11.4 執行驗證
11.1 FPIOA和FPIOA管理器指令碼介紹
FPIOA（Field Programmable Input and Output Array，現場可程式設計IO陣列）是Kendryte K210晶片內部的模組，FPIOA最主要的功能是允許使用者將Kendryte K210晶片內部的255個功能對映到晶片外圍的48個自由IO上，因為Kendryte K210晶片內部外設的功能與Kendryte K210引出的外部引腳是彼此獨立的，這樣的好處是IO引腳可以再不同時刻扮演不同的角色，極大地方便了軟硬體的開發。
FPIOA管理器指令碼是CanMV提供的內建指令碼，FPIOA管理器指令碼能夠幫助開發者將引腳與具體的硬體功能進行繫結或解綁，以及瞭解GPIO和GPIOHS的使用情況。FPIOA管理器指令碼中提供了fm類，fm類中又提供了register()、unregister()和get_gpio_used()方法，下面分別介紹這幾個方法的使用。
register()方法用於將指定的內部功能註冊到指定的引腳上，即將引腳與具體的硬體功能進行繫結，register()方法如下所示：
fm.register(pin, function, force=True)
透過register()方法，可以很方便的為引腳分配相應的功能。
pin是指定的引腳編號，Kendryte K210一共有48個自由IO，對應的引腳編號為0~47。
function指的是具體的硬體功能，如fm.fpioa.GPIOHS0、fm.fpioa.I2C0_SDA等，更詳細的硬體功能列表請見表11.1.1。
force是“強制分配”的使能位，若該引數為“False”則無法對已分配硬體功能的引腳再次分配硬體功能，若該引數為“True”，則不論指定的引腳是都已經被分配硬體功能，都能再次為該引腳分配硬體功能。
表11.1.1 Kendryte K210 FPIOA硬體功能表
register()方法的使用示例如下所示：
from board import board_info
from fpioa_manager import fm
fm.register(board_info.KEY0, fm.fpioa.GPIOHS0, force=True)
unregister()方法用於登出指定註冊了內部功能的引腳，即將引腳與具體的硬體功能進行解綁，unregister()方法如下所示：
fm.unregister(pin)
透過unregister()方法，可以很方便地釋放引腳上分配的硬體功能，pin是指定的引腳編號。
unregister()方法的使用示例如下所示：
from board import board_info
from fpioa_manager import fm
fm.unregister(board_info.KEY0)
get_gpio_used()方法用於獲取所有GPIO的使用情況，get_gpio_used()方法如下所示：
fm.get_gpio_used()
透過get_gpio_used()方法可以很方便地獲取GPIO和GPIOHS的引腳分配情況，None表示該硬體功能未被使用。
get_gpio_used()方法是使用示例如下所示：
>>> from fpioa_manager import fm
>>> for item in fm.get_gpio_used():
>>> print(item)
>>>
('fm.fpioa.GPIOHS0', None)
('fm.fpioa.GPIOHS1', None)
('fm.fpioa.GPIOHS2', None)
('fm.fpioa.GPIOHS3', None)
('fm.fpioa.GPIOHS4', None)
('fm.fpioa.GPIOHS5', None)
('fm.fpioa.GPIOHS6', None)
('fm.fpioa.GPIOHS7', None)
('fm.fpioa.GPIOHS8', None)
('fm.fpioa.GPIOHS9', None)
('fm.fpioa.GPIOHS10', None)
('fm.fpioa.GPIOHS11', None)
('fm.fpioa.GPIOHS12', None)
('fm.fpioa.GPIOHS13', None)
('fm.fpioa.GPIOHS14', None)
('fm.fpioa.GPIOHS15', None)
('fm.fpioa.GPIOHS16', None)
('fm.fpioa.GPIOHS17', None)
('fm.fpioa.GPIOHS18', None)
('fm.fpioa.GPIOHS19', None)
('fm.fpioa.GPIOHS20', None)
('fm.fpioa.GPIOHS21', None)
('fm.fpioa.GPIOHS22', None)
('fm.fpioa.GPIOHS23', None)
('fm.fpioa.GPIOHS24', None)
('fm.fpioa.GPIOHS25', None)
('fm.fpioa.GPIOHS26', None)
('fm.fpioa.GPIOHS27', None)
('fm.fpioa.GPIOHS28', None)
('fm.fpioa.GPIOHS29', 29)
('fm.fpioa.GPIOHS30', 37)
('fm.fpioa.GPIOHS31', 38)
('fm.fpioa.GPIO0', None)
('fm.fpioa.GPIO1', None)
('fm.fpioa.GPIO2', None)
('fm.fpioa.GPIO3', None)
('fm.fpioa.GPIO4', None)
('fm.fpioa.GPIO5', None)
('fm.fpioa.GPIO6', None)
('fm.fpioa.GPIO7', None)
11.2 硬體設計
11.2.1 例程功能
使用register()方法為IO0引腳註冊GPIOHS0功能，然後使用get_gpio_used()方法驗證
使用unregister()方法登出IO0註冊的硬體功能，然後使用get_gpio_used()方法驗證
11.2.2 硬體資源
本章實驗內容，主要講解print()函式的使用，無需關注硬體資源。
11.2.3 原理圖
本章實驗內容，主要講解print()函式的使用，無需關注原理圖。
11.3 程式設計
11.3.1 FPIOA管理器指令碼
有關FPIOA管理器指令碼的介紹，請見第11.1小節《FPIOA和FPIOA管理器指令碼介紹》。
11.3.2 程式流程圖
圖11.3.2.1 FPIOA管理器實驗流程圖
11.3.3 main.py程式碼
main.py中的指令碼程式碼如下所示：
from fpioa_manager import fm
# 為IO0註冊GPIOHS0功能
fm.register(0, fm.fpioa.GPIOHS0)
print(fm.get_gpio_used()[0])
# 登出IO0註冊的硬體功能
fm.unregister(0)
print(fm.get_gpio_used()[0])
可以看到，首先透過fm.register()方法為IO0註冊了GPIOHS0的功能，因此接下來將獲取到GPIOHS0的IO分配情況將會是IO0。
接著使用fm.unregister()方法登出了IO0註冊的硬體功能，因此接下來將獲取到GPIOHS0的IO分配情況將會是None。
11.4 執行驗證
將DNK210開發板連線CanMV IDE，並點選CanMV IDE上的“開始(執行指令碼)”按鈕後，可以看到“序列終端”視窗中輸出了一系列資訊，如下圖所示：
圖11.4.1 “序列終端”視窗列印輸出
可以看到，“序列終端”串列埠中先後分別顯示了GPIOHS0的IO分配情況為IO0和None，這與理論推斷的結果一致。