如何在树莓派Pico的ARM汇编中读取GPIO输入引脚状态？

原代码存在的问题 #

• 输入使能寄存器写入错误：str r1, [r0, #0x004] 用了r1的值（5），但这里需要传入对应GPIO1的位掩码，否则无法正确使能该引脚输入。
• 缺少读取输入状态的核心逻辑：代码仅完成了引脚配置，没有实际读取按键电平的步骤。
• 未定义硬件地址符号：ctrl2 和 sio_base 没有明确的地址定义，汇编器无法解析这些符号。
• printf参数不完整：格式化字符串包含%d，但未传入对应的数据参数，会导致打印异常。

修正后的完整代码 #

.equ GPIO_BASE, 0x40014000
.equ GPIO_CTRL_OFFSET, 0x08  ; GPIO1控制寄存器偏移（GPIO0是0x00，每个寄存器占4字节）
.equ SIO_BASE, 0xD0000000
.equ SIO_GPIO_IN_EN, 0x004   ; SIO输入使能寄存器地址偏移
.equ SIO_GPIO_IN, 0x000      ; SIO输入状态寄存器地址偏移

.global _start

_start:
    @ 配置GPIO1为SIO功能（用于通用输入输出）
    ldr r0, =GPIO_BASE
    add r0, r0, #GPIO_CTRL_OFFSET  ; 计算GPIO1控制寄存器地址：0x40014008
    mov r1, #5                    ; 功能5对应SIO（参考RP2040数据手册2.19.2）
    str r1, [r0]

    @ 使能GPIO1的输入功能
    mov r2, #1
    lsl r2, r2, #1                ; 生成GPIO1的位掩码：1 << 1 = 0x02
    ldr r0, =SIO_BASE
    str r2, [r0, #SIO_GPIO_IN_EN] ; 写入输入使能寄存器，开启GPIO1输入

led_loop:
    @ 读取GPIO1的当前输入状态
    ldr r0, =SIO_BASE
    ldr r3, [r0, #SIO_GPIO_IN]    ; 读取所有SIO引脚的输入状态
    and r3, r3, r2                ; 只保留GPIO1对应的位
    lsr r3, r3, #1                ; 将位值移到最低位，得到0（按下）或1（未按下）

    @ 打印按键状态
    ldr r0, =helloworld
    mov r1, r3                    ; 传递状态值作为printf的第二个参数
    BL printf

    @ 延时控制，避免打印过快
    ldr r4, =0x100000
delay_loop:
    subs r4, r4, #1
    bne delay_loop

    b led_loop                    ; 循环读取状态

.data
    .align 4
helloworld: .asciz "按键状态：%d\n"  ; 0表示按键按下，1表示未按下

关键逻辑说明 #

1. 引脚功能配置：GPIO控制寄存器写入数值5，将GPIO1切换到SIO功能，这是RP2040通用GPIO输入输出的基础模式。
2. 输入使能：SIO_GPIO_IN_EN寄存器的每一位对应一个GPIO引脚，置1则允许该引脚作为输入。这里通过1 << 1生成GPIO1的位掩码，写入寄存器完成使能。
3. 读取输入电平：SIO_GPIO_IN寄存器实时存储所有SIO引脚的输入电平，每一位对应一个引脚的状态。通过and操作提取GPIO1的位，再右移得到0或1（按键未按是高电平3.3V，对应1；按下是低电平0V，对应0）。
4. printf参数传递：遵循ARM调用约定，printf的第一个参数（r0）是格式化字符串地址，第二个参数（r1）是要打印的状态值。
5. 延时处理：添加简单的减法循环延时，避免串口打印过于频繁，方便观察按键状态变化。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dervieux Benoît