
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kok电子竞技:文档简介
1、ATmega128有6个8位的双向I/O端口PA、PB、PC、PD、PE、PF和1个5位双向I/O端口PG,它们对外对应53个I/O引脚,每一位都可以独立地用于逻辑信号的输入和输出。所有这些I/O口都是双(有的为3)功能复用的。,其中第一功能均作为数字通用I/O接口使用,复用功能则分别用于中断、时钟/计数器、USRAT、I2C和SPI串行通信、模拟比较、捕捉等应用。,通用I/O接口基本结构与输出应用,I/O口的基本结构,每组I/O口配备三个8位寄存器,它们分别是方向控制寄存器DDRx,数据寄存器PORTx,和输入引脚寄存器PINx(x=ABCD)。I/O口的工作方式和表现特征由这3个I/O口寄
2、存器控制。,方向控制寄存器DDRx用于控制I/O口的输入输出方向,即控制I/O口的工作方式为输出方式还是输入方式。,当DDRx=1时,I/O口处于输出工作方式。,当PORTx=1时,I/O引脚呈现高电平,同时可提供输出20mA的电流;而当PORTx=0时,I/O引脚呈现低电平,同时可吸纳20mA电流。,当DDRx=0时,I/O处于输入工作方式,此时引脚寄存器PINx中的数据就是外部引脚的实际电平,通过读I/O指令可将物理引脚的真实数据读入MCU。此外,当I/O口定义为输入时(DDRx=0),通过PORTx的控制,可使用或不使用内部的上拉电阻。,表6.1是AVR通用I/O端口的引脚配置情况,表中
3、的PUD为寄存器SFIOR中的一位,它的作用相当AVR全部I/O口内部上拉电阻的总开关。当PUD=1时,AVR所有I/O内部上拉电阻都不起作用(全局内部上拉无效);而PUD=0时,各个I/O口内部上拉电阻取决于DDRXn的设置。,(1).使用AVR的I/O口,首先要正确设置其工作方式,确定其工作在输出方式还是输入方式。 (2)当I/O工作在输入方式,要读取外部引脚上的电平时,应读取PINxn的值,而不是PORTxn的值。 (3)当I/O工作在输入方式,要根据实际情况使用或不使用内部的上拉电阻。 (4)一旦将I/O口的工作方式由输出设置成输入方式后,必须等待一个时钟周期后才能正确的读到外部引脚P
4、INxn的值。,I/O端口寄存器,PA口寄存器PORTA、DDRA、PINA各个位的具体定义,正确使用AVR的I/O口要注意: (1)先正确设置DDRx方向寄存器,再进行I/O口的读写操作。 (2)AVR的I/O口复位后的初始状态全部为输入工作方式,内部上拉电阻无效。所以,外部引脚呈现三态高阻输入状态。 (3)用户程序需要首先对要使用的I/O口进行初始化设置,根据实际需要设定使用I/O口的工作方式(输出还是输入),当设定为输入方式时,还要考虑是否使用内部的上拉电阻。 (4)在硬件电路设计时,如能利用AVR内部I/O口的上拉电阻,可以节省外部的上拉电阻。,AVR通用I/O端口的主要特点为:,双向
5、可独立位控的I/O口,Push-Pull大电流驱动 (最大40mA),可控制的引脚内部上拉电阻,每一位引脚内部都有独立的,可通过编程设置的,设定为上拉有效或无效的内部上拉电阻。当I/O口被用于输入状态,且内部上拉电阻被激活(有效)时,如果外部引脚被拉低,则构成电流源输出电流(uA量级)。,可控的方向寄存器DDRx,C语言中的位操作,a | b - 按位或,这个表达式指示中 a 被表达式中的b 按位进行或运算 这惯用于打开某些位 尤其常用|=的形式 例如 PORTA |= 0 x80; / 打开位 7 (最高位),a / 翻转位 7,a - 按位取反,在表达式中这个运算执行一个取反 当用按位与运
6、算关闭某些位时 与这个运算组合使用尤其有用 如 PORTA / 关闭位 7,PORTC | = (1BIT0) |( 1BIT3);,1(BIT0)表示逻辑1左移到PORTC 的0位,结果为0b00000001; 1(BIT3) 表示逻辑1左移PORTC 的3位,结果为0b00001000。0b00000001在同0b00001000相或,结果为0b00001001。,PORTD=BIT(PD7) PORTD口的第7位取反/,取反PD0引脚,,TCCR0|=(1CS01)|(1CS00); TCCR0功能寄存器的CS01 、CS00位置1。,通用数字I/O口的设置与编程,1. 通用I/O输出设
7、计要点,应用I/O口输出时,在系统的软硬件设计上应注意的问题有:,输出电平的转换和匹配。,输出电流的驱动能力。,I/O口输出为“1”时,可以提供20mA左右的驱动电流。输出为“0”时,可以吸收20mA左右的灌电流(最大为40mA)。,输出电平转换的延时。,应用举例: LED发光二极管的控制,设计一个带有一排8个发光二极管的简易彩灯控制系统,硬件电路设计,当电压U1大于U2约1V以上时,二极管导通发光。当导通电流大于5mA时,人的眼睛就可以明显地观察到二极管的发光,导通电流越大,亮度越高。,AVR的I/O口输出“0”时,可以吸收最大40mA的电流,因此采用控制发光二极管负极的设计比较好。,/ 功
8、 能: 流水灯 #include /包含单片机型号头文件 #include /包含位操作头文件 #define LED PORTC/LED端口 #define Open_LED PORTG|=0 x10/使能LED #define Close_LED PORTG,void main(void) DDRC=0 xff; /设置PORTC输出 DDRG=0 xff; /设置PORTG输出 while(1) for(i=0;i8;i+) delay_nms(100); /延时 LED =ledi; / 相当于PORTC=ledi; Open_LED ;/使能流水灯位选 Close_LED ; ,应用
9、举例:继电器控制,控制恒温箱的加热的硬件电路设计,恒温箱的加热源采用500W电炉,电炉的工作电压220v,电流2.3A。选用HG4200继电器,开关负载能力为5A/AC220V,继电器吸合线圈的工作电压5v,功耗0.36W,计算得吸合电流为0.36/5 = 72mA。因此,要能使继电器稳定的吸合,驱动电流应该大于80mA。该电流已经超出AVR本身 I/O口的驱动能力,因此外部需要使用功率驱动元件。,I/O引脚输出“1”时,三极管导通,继电器吸合,电炉开始加热。I/O引脚输出“0”时,三极管截止,继电器释放,加热停止。,PORTC | =(1 PORTC0) PORTC 位置1。继电器吸合,电炉
10、开始加热。,PORTC /位选表 unsigned char led=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f; /显示码表 unsigned char shuma18 = / 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d, 0 x07, 0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71,0 x00,0 x40;,unsigned char i; unsigned char j=0,1,2,3,4,5,6,7 / 显示
11、缓存区 void main(void) DDRC=0 xff; /设置PORTC输出 DDRG=0 xff; /设置PORTG输出 while(1) for(i=0;i8;i+) LED=ledi; /输出位选码 Open_SMG_BIT ;/使能数码管位选 Close_SMG_BIT ; LED=shumaji; /输出段选码 Open_SMG_DATA; /使能数码管段选 Close_SMG_DATA; delay_nms(1); ,应用举例:键盘扩展,利用PORTA扩展44键盘电路,PA0-PA7 连接器JIAN 可外接16个按键。,#define null 0 xff unsigned
12、 char E; unsigned char ii;,void xianshi(void) /显示子程序 for(E=0;E8;E+) LED=ledi; /输出位选码 Open_SMG_BIT ;/使能数码管位选 Close_SMG_BIT ; LED=shumaji; /输出段选码 Open_SMG_DATA; /使能数码管段选 Close_SMG_DATA; delay_nms(1); ,unsigned char key_scan(void) / /键盘扫描程序得到16个键盘编码 / PORTA=0 x00; DDRA =0 xf0; /设置端口高4位输出,低四位输入 PORTA=0
13、x0f; /低四位内部上拉 delay_nus(1); /短暂延时 ii=PINA,unsigned char key_scanjianhao(unsigned char ii) /16个键盘编码转为键号, switch(ii) case 0 xee:return 0;/按键0 case 0 xde:return 1;/按键1 case 0 xbe:return 2;/按键2 case 0 x7e:return 3;/按键3 case 0XeD:return 4; /按键4 case 0XdD:return 5; /按键5 case 0XbD:return 6; /按键6 case 0X7D:
14、return 7; /按键7 case 0 xeb:return 8;/按键8 case 0 xdb:return 9;/按键9 case 0 xbB:return 10;/按键10 case 0 x7B:return 11;/按键11 case 0Xe7:return 12; /按键12 case 0Xd7:return 13; /按键13 case 0Xb7:return 14; /按键14 case 0X77:return 15; /按键15 default :return null; ,void main(void) DDRC=0 xff; /设置PORTC输出 DDRG=0 xff; /设置PORTG输出 DDRA=0 xff; while(1) xianshi(); ii=key_scan(); ii=key_scanjianhao(ii); /键盘 键号?if (ii!=null) switch(ii) case 0: if(j016) j0+; else j0=0; key_yanshi(); break;,
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