MCXA153 多工器 (Mux) 配置管理類別更多...

#include <CoreMux.h>

類別mcxa153::core::CoreMux的繼承圖:

靜態公開方法(Static Public Methods)
static void	mode (core::mux::MuxPortPin select, hal::digital::GeneralPin::Mode pinMode)
	設定引腳工作模式

static void	mode (core::mux::Mux m, hal::digital::GeneralPin::Mode pinMode)
	設定引腳工作模式 (Mux 枚舉版本)

static void	mux (core::mux::Mux m)
	設定引腳多工功能

static void	lock (core::mux::MuxPortPin select)
	鎖定引腳配置 (MuxPortPin 版本)

static void	lock (core::mux::Mux m)
	鎖定引腳配置 (Mux 枚舉版本)

static void	passiveFilter (core::mux::MuxPortPin select, bool enable)
	啟用/停用被動濾波器 (MuxPortPin 版本)

static void	passiveFilter (core::mux::Mux select, bool enable)
	啟用/停用被動濾波器 (Mux 枚舉版本)

static void	driveStrength (core::mux::MuxPortPin select, bool enable, bool dual=false)
	設定引腳驅動強度 (MuxPortPin 版本)

static void	driveStrength (core::mux::Mux select, bool enable, bool dual=false)
	設定引腳驅動強度 (Mux 枚舉版本)

static void	slowRate (core::mux::MuxPortPin select, bool enable=true)
	設定引腳緩慢轉換率 (MuxPortPin 版本)

static void	slowRate (core::mux::Mux select, bool enable=true)
	設定引腳緩慢轉換率 (Mux 枚舉版本)

額外的繼承成員
公開方法(Public Methods) 繼承自 ufm::lang::Object
void *	operator new (size_t n)
	使用運算子 new 分配記憶體

void *	operator new (size_t n, void *p)
	在指定記憶體上調用運算子 new

virtual ufm::lang::Object &	getObject (void) override
	取得對應的 Object 物件

void	delay (int milliseconds) const
	延遲指定的毫秒數進行執行緒等待

bool	equals (Object *object) const
	判斷與另一物件是否為相同參照（指標型態比較）

bool	equals (Object &object) const
	判斷與另一物件是否為相同參照（參照型態比較）

void	wait (void) const
	使當前線程等待直到被通知

bool	wait (int timeout) const
	等待通知或超時

bool	yield (void) const
	讓執行緒讓渡控制權給同優先權的下一個執行緒

int	lock (void) const
	核心鎖定，鎖定期間禁止線程切換

int	unlock (void) const
	核心解鎖

ufm::sys::Thread *	currentThread (void) const
	取得當前執行緒指標

virtual int	hashcode (void) const
	返回對象的哈希碼值。支持這種方法是為了散列表，如HashMap提供的那樣。

公開方法(Public Methods) 繼承自 ufm::lang::Interface
virtual	~Interface (void)=default
	虛擬析構函式

保護方法(Protected Methods) 繼承自 ufm::lang::NonInstantiable
	NonInstantiable (void)=delete
	禁止實例化 NonInstantiable 類別

	NonInstantiable (const NonInstantiable &)=delete
	禁止複製建構函式

virtual	~NonInstantiable (void) override=default
	Destroy the Non Instantiable object.

NonInstantiable &	operator= (const NonInstantiable &)=delete

NonInstantiable &	operator= (NonInstantiable &&)=delete

詳細描述

MCXA153 多工器 (Mux) 配置管理類別

CoreMux 類別提供 MCXA153 微控制器的引腳多工器功能管理，允許配置引腳的替代功能、工作模式、濾波器、驅動強度等特性。此類別為靜態工具類別，不可實例化。

主要功能：

引腳功能多工選擇 (Mux 功能)
引腳模式配置 (輸入/輸出/開漏等)
引腳鎖定機制
被動濾波器控制
驅動強度設定
緩慢轉換率控制

技術特性：

支援所有 GPIO 埠 (PORT0-PORT3)
每個埠最多 32 個引腳
多達 16 種替代功能選擇
硬體鎖定機制防止誤配置
靜態方法設計，無需實例化

使用流程：

使用 mode() 設定引腳工作模式
使用 mux() 選擇引腳替代功能
根據需要設定濾波器、驅動強度等
使用 lock() 鎖定配置防止修改

使用範例：

// 配置 P0.5 為 UART0 TXD 功能
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);
CoreMux::mux(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD);
CoreMux::lock(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD);

重要注意事項：

某些引腳功能衝突，需要謹慎規劃
鎖定後的引腳配置無法修改，直到系統重設
某些特殊功能引腳有額外的電氣特性要求
高速信號引腳建議啟用驅動強度和調整轉換率

參閱: core::mux::Mux 引腳功能定義; core::mux::MuxPortPin 引腳位置定義; hal::digital::GeneralPin::Mode 引腳模式定義

警告: 引腳配置錯誤可能導致硬體損壞或系統異常

註: 此類別繼承自 ufm::lang::NonInstantiable，為純靜態工具類別

函式成員說明文件

◆ driveStrength() [1/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::driveStrength	(	core::mux::Mux	select,
		bool	enable,
		bool	dual = false )

inlinestatic

設定引腳驅動強度 (Mux 枚舉版本)

配置輸出引腳的電流驅動能力，使用 Mux 枚舉值作為輸入參數。此方法是 driveStrength(MuxPortPin, bool, bool) 的便利版本。

參數

select	目標引腳及其功能
enable	驅動強度控制 (true=高驅動, false=標準驅動)
dual	雙驅動模式 (預設 false)

內部實作：

自動從 Mux 值提取 MuxPortPin
調用基礎版本的 driveStrength 方法
保持相同的驅動特性和限制

使用範例：

// SPI SCLK 需要較高驅動強度
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_6_SPI0_SCK, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);
CoreMux::mux(core::mux::Mux::P0_6_SPI0_SCK);
CoreMux::driveStrength(core::mux::Mux::P0_6_SPI0_SCK, true, false);

註: 這是內聯函數，編譯時會自動展開

參閱: driveStrength(MuxPortPin, bool, bool)

◆ driveStrength() [2/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::driveStrength	(	core::mux::MuxPortPin	select,
		bool	enable,
		bool	dual = false )

static

設定引腳驅動強度 (MuxPortPin 版本)

配置輸出引腳的電流驅動能力，適應不同負載需求和信號完整性要求。支援標準驅動和高驅動模式，以及雙驅動配置。

參數

select	目標引腳位置
enable	驅動強度控制 true: 啟用高驅動強度 (~8mA) false: 使用標準驅動強度 (~4mA)
dual	雙驅動模式 (預設 false) true: 啟用雙驅動配置 (額外增強) false: 單一驅動配置

驅動能力等級：

標準模式：±4mA (低功耗，適合大多數應用)
高驅動模式：±8mA (適合容性負載)
雙驱動模式：±12mA (適合重負載)

電氣特性：

輸出電壓擺幅：0V 到 VDD
上升/下降時間：依驅動強度調整
功耗：隨驅動強度線性增加
EMI 特性：高驅動可能增加輻射

適用場景：

標準驅動：一般 GPIO、LED 驅動
高驅動：長線驅動、容性負載
雙驅動：馬達驅動、繼電器驅動

設計考量：

驅動強度越高，功耗越大
過度驅動可能增加 EMI
應根據負載特性選擇適當等級
考慮信號完整性和電源設計

使用範例：

// 高速時鐘輸出，需要高驅動強度
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_8_CLKOUT, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);
CoreMux::mux(core::mux::Mux::P0_8_CLKOUT);
CoreMux::driveStrength(core::mux::getMuxPortPin(core::mux::Mux::P0_8_CLKOUT), true, false);

註: 僅對輸出引腳有效，輸入引腳設定無效果

警告: 高驅動強度會增加功耗和 EMI，請謹慎使用

參閱: mode(), slowRate()

◆ lock() [1/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::lock ( core::mux::Mux m )

inlinestatic

鎖定引腳配置 (Mux 枚舉版本)

啟用硬體引腳配置鎖定機制，使用 Mux 枚舉值作為輸入參數。此方法是 lock(MuxPortPin) 的便利版本。

參數

m 目標引腳及其功能

內部實作：

自動從 Mux 值提取 MuxPortPin
調用基礎版本的 lock 方法
保持相同的鎖定特性和限制

使用範例：

// 完整的引腳配置和鎖定流程
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);
CoreMux::mux(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD);
CoreMux::lock(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD); // 鎖定配置

註: 這是內聯函數，編譯時會自動展開

參閱: lock(MuxPortPin)

◆ lock() [2/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::lock ( core::mux::MuxPortPin select )

static

鎖定引腳配置 (MuxPortPin 版本)

啟用硬體引腳配置鎖定機制，防止意外修改引腳設定。一旦鎖定，引腳的模式和功能配置將無法更改，直到系統重設。

參數

select 目標引腳位置

鎖定機制：

硬體實作的防護機制
防止軟體錯誤修改關鍵引腳
提高系統穩定性和安全性
只能通過系統重設解除

鎖定範圍：

引腳模式 (輸入/輸出/開漏等)
多工功能選擇
上拉下拉配置
驅動強度設定
轉換率控制

適用場景：

關鍵系統功能引腳
安全相關的通訊介面
時鐘輸出引腳
電源管理引腳

使用時機：

完成所有引腳配置後
系統初始化的最後階段
進入正常運行模式前

註: 鎖定操作不可逆，請謹慎使用

警告: 鎖定後任何修改嘗試都會被忽略

參閱: mode(), mux()

◆ mode() [1/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::mode	(	core::mux::Mux	m,
		hal::digital::GeneralPin::Mode	pinMode )

inlinestatic

設定引腳工作模式 (Mux 枚舉版本)

配置指定引腳的工作模式，使用 Mux 枚舉值作為輸入參數。此方法是 mode(MuxPortPin, Mode) 的便利版本。

參數

m	目標引腳及其功能 (Mux 格式)
pinMode	引腳工作模式

內部實作：

自動從 Mux 值提取 MuxPortPin
調用基礎版本的 mode 方法
保持相同的功能和限制

使用範例：

// 設定 P0.5 為 UART TXD 輸出模式
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);

註: 這是內聯函數，編譯時會自動展開

參閱: mode(MuxPortPin, Mode)

◆ mode() [2/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::mode	(	core::mux::MuxPortPin	select,
		hal::digital::GeneralPin::Mode	pinMode )

static

設定引腳工作模式

配置指定引腳的工作模式，包括輸入/輸出方向、上拉下拉等特性。此方法必須在設定引腳功能之前調用。

參數

select	目標引腳位置 (MuxPortPin 格式)
pinMode	引腳工作模式 INPUT_FLOATING: 浮動輸入 (高阻抗) INPUT_PULL_UP: 上拉輸入 (內建上拉電阻) INPUT_PULL_DOWN: 下拉輸入 (內建下拉電阻) PUSH_PULL_OUTPUT: 推拉輸出 (標準數位輸出) OPEN_DRAIN_OUTPUT: 開漏輸出 (需外接上拉)

模式特性說明：

INPUT_FLOATING: 適合低功耗應用，但易受干擾
INPUT_PULL_UP: 預設高電平，按鈕等應用常用
INPUT_PULL_DOWN: 預設低電平，開關信號常用
PUSH_PULL_OUTPUT: 驅動能力強，速度快
OPEN_DRAIN_OUTPUT: 支援多設備共享信號線

電氣特性：

內建上拉/下拉電阻：約 47kΩ
推拉輸出驅動能力：約 ±4mA (標準)
開漏輸出漏極電流：約 4mA
輸入施密特觸發器：自動啟用

註: 模式設定會影響引腳的電氣特性和功耗

警告: 輸出模式下請勿外接電壓，可能損壞引腳

參閱: mux(), lock()

◆ mux()

static void mcxa153::core::CoreMux::mux ( core::mux::Mux m )

static

設定引腳多工功能

啟用指定引腳的替代功能，將引腳從一般 GPIO 切換為特殊外設功能。例如：UART、SPI、I2C、PWM 等周邊功能。

參數

m	目標引腳及其替代功能 (完整 Mux 定義)

功能原理：

解析 Mux 值中的引腳位置和功能編號
配置相應的多工暫存器
啟用替代功能路由
停用一般 GPIO 功能

支援功能類別：

通訊介面：UART、SPI、I2C
計時器：PWM、捕捉/比較
類比：ADC、DAC、比較器
時鐘：系統時鐘輸出
除錯：SWD、JTAG

配置順序：

必須先調用 mode() 設定引腳模式
再調用此方法啟用替代功能
最後可選擇調用 lock() 鎖定配置

使用範例：

// 配置 P0.5 為 UART0 TXD
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);
CoreMux::mux(core::mux::Mux::P0_5_UART0_TXD);

註: 某些功能需要成對配置 (如 UART 的 TXD/RXD)

警告: 配置錯誤的引腳功能可能導致外設無法正常工作

參閱: mode(), lock()

◆ passiveFilter() [1/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::passiveFilter	(	core::mux::Mux	select,
		bool	enable )

inlinestatic

啟用/停用被動濾波器 (Mux 枚舉版本)

控制指定引腳的被動濾波器功能，使用 Mux 枚舉值作為輸入參數。此方法是 passiveFilter(MuxPortPin, bool) 的便利版本。

參數

select	目標引腳及其功能
enable	濾波器控制 (true=啟用, false=停用)

內部實作：

自動從 Mux 值提取 MuxPortPin
調用基礎版本的 passiveFilter 方法
保持相同的濾波特性和限制

使用範例：

// 為 UART RXD 啟用濾波器 (抗干擾)
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_4_UART0_RXD, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::INPUT_PULL_UP);
CoreMux::mux(core::mux::Mux::P0_4_UART0_RXD);
CoreMux::passiveFilter(core::mux::Mux::P0_4_UART0_RXD, true);

註: 這是內聯函數，編譯時會自動展開

參閱: passiveFilter(MuxPortPin, bool)

◆ passiveFilter() [2/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::passiveFilter	(	core::mux::MuxPortPin	select,
		bool	enable )

static

啟用/停用被動濾波器 (MuxPortPin 版本)

控制指定引腳的被動濾波器功能，用於抑制高頻雜訊和毛刺信號。適合處理機械開關、繼電器接點等會產生接觸彈跳的信號源。

參數

select	目標引腳位置
enable	濾波器控制 true: 啟用被動濾波器 false: 停用被動濾波器

濾波器特性：

硬體實作的 RC 低通濾波器
截止頻率：約 1-10 MHz (依製程變化)
適合抑制高頻雜訊和開關彈跳
對低頻信號影響極小

技術原理：

利用引腳輸入的寄生電容
內建小電阻形成 RC 濾波
自動抑制快速邊緣變化
保持信號完整性

適用場景：

機械按鈕和開關輸入
繼電器接點信號
長距離傳輸線路
易受 EMI 干擾的信號
外部中斷引腳

效能影響：

輕微增加信號延遲 (奈秒級)
輕微增加功耗 (微安級)
改善信號品質
減少虛假中斷

使用範例：

// 為按鈕輸入啟用濾波器
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P1_0_GPIO, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::INPUT_PULL_UP);
CoreMux::passiveFilter(core::mux::getMuxPortPin(core::mux::Mux::P1_0_GPIO), true);

註: 高速數位信號 (>10MHz) 不建議啟用濾波器

警告: 濾波器會輕微影響信號邊緣時間

參閱: mode(), mux()

◆ slowRate() [1/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::slowRate	(	core::mux::Mux	select,
		bool	enable = true )

inlinestatic

設定引腳緩慢轉換率 (Mux 枚舉版本)

啟用或停用引腳的緩慢轉換率功能，使用 Mux 枚舉值作為輸入參數。此方法是 slowRate(MuxPortPin, bool) 的便利版本。

參數

select	目標引腳及其功能
enable	緩慢轉換率控制 (預設 true)

內部實作：

自動從 Mux 值提取 MuxPortPin
調用基礎版本的 slowRate 方法
保持相同的轉換特性和限制

使用範例：

// I2C 信號線，啟用緩慢轉換率以符合規範
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_10_I2C0_SDA, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::OPEN_DRAIN_OUTPUT);
CoreMux::mux(core::mux::Mux::P0_10_I2C0_SDA);
CoreMux::slowRate(core::mux::Mux::P0_10_I2C0_SDA, true);

註: 這是內聯函數，編譯時會自動展開

參閱: slowRate(MuxPortPin, bool)

◆ slowRate() [2/2]

static void mcxa153::core::CoreMux::slowRate	(	core::mux::MuxPortPin	select,
		bool	enable = true )

static

設定引腳緩慢轉換率 (MuxPortPin 版本)

啟用或停用引腳的緩慢轉換率功能，用於減少信號邊緣的變化率，降低 EMI 輻射和電源雜訊，但會增加信號延遲。

參數

select	目標引腳位置
enable	緩慢轉換率控制 (預設 true) true: 啟用緩慢轉換率 (減少 EMI) false: 停用緩慢轉換率 (快速邊緣)

技術原理：

控制輸出驅動器的電流斜率
延長信號邊緣的上升/下降時間
減少 di/dt 和 dv/dt 產生的雜訊
改善信號完整性

效果比較：

啟用：邊緣時間 ~10-50ns，低 EMI
停用：邊緣時間 ~2-10ns，高速度

適用場景：

啟用緩慢轉換率：
- 低速控制信號
- EMI 敏感應用
- 電源管理信號
- 長距離傳輸線
停用緩慢轉換率：
- 高速數位信號
- 時鐘輸出
- 高頻通訊介面
- 快速響應需求

設計權衡：

緩慢轉換：低 EMI，但延遲較高
快速轉換：低延遲，但 EMI 較高
應根據系統需求選擇適當設定

使用範例：

// LED 控制引腳，啟用緩慢轉換率
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P1_5_GPIO, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);
CoreMux::slowRate(core::mux::getMuxPortPin(core::mux::Mux::P1_5_GPIO), true);
 
// 高速 SPI 時鐘，停用緩慢轉換率
CoreMux::mode(core::mux::Mux::P0_6_SPI0_SCK, 
              hal::digital::GeneralPin::Mode::PUSH_PULL_OUTPUT);
CoreMux::slowRate(core::mux::getMuxPortPin(core::mux::Mux::P0_6_SPI0_SCK), false);

註: 僅對輸出引腳有效，輸入引腳設定無效果

警告: 緩慢轉換率會影響信號時序，高速應用需謹慎評估

參閱: driveStrength(), mode()

此類別(class) 文件是由下列檔案中產生:

CoreMux.h

靜態公開方法(Static Public Methods)

額外的繼承成員

詳細描述

函式成員說明文件

◆ driveStrength() [1/2]

◆ driveStrength() [2/2]

◆ lock() [1/2]

◆ lock() [2/2]

◆ mode() [1/2]

◆ mode() [2/2]

◆ mux()

◆ passiveFilter() [1/2]

◆ passiveFilter() [2/2]

◆ slowRate() [1/2]

◆ slowRate() [2/2]