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AVR I/O口使用方法 AVR单片机寄存器 DDRx PORTx PINx 与对应IO端口之间的关系（x代表某个端口，如A端口、B端口等） 下表以端口B的第2位PB2为例子加以说明，并且假设PB2为悬空状态 DDRB.2 PORTB.2 读取PINB.2的结果 引脚PB2的状态 1 1 1 PB2推挽输出 1 1 0 0 PB2推挽输出 0 0 1 1 PB2弱上拉，可作输入 0 0 × PB2高阻抗，可作输入 读取PINB.2时，就是读取PB2引脚的实际电平， 如果PB2直接接VCC，那么任何时候读取PINB.2的结果都是1 如果PB2直接接GND，那么任何时候读取PINB.2的结果都是0 下面是一个标准C语言例子： #include unsigned char abc; //定义一个变量 void main(void) //主函数 { DDRB = 0b11110000; PORTB = 0b11001100; while (1) //主循环 { abc = PINB; //读取B端口的实际电平 } } 如果整个B端口都是悬空的话， 那么abc的结果就是：0b110011** 如果B端口第7位接GND 、第0位接VCC 、其它位悬空， 那么abc的结果就是：0b010011*1 （PB7工作在“短路”状态） 其中“*”表示不确定，理想状态下可以看作0 端口声明：include #include "D:ICC_HCmmICC.H" #define OUT_BUZ ***i(DDRB,3) //PB3 #define BUZ_ON cbi(PORTB,3) #define BUZ_OFF ***i(PORTB,3) /*-------------------------------------------------------------------- 程序名称： 程序功能： 注意事项： 提示说明： 输 入： 返 回： --------------------------------------------------------------------*/ void main(void) { OUT_BUZ; //设置相应的IO口为输出 while(1) { BUZ_ON; //我叫 delay50ms(20); BUZ_OFF; //我不叫 delay50ms(20); } } 系统调试 将语句：delay50ms(20);改为语句：delay50ms(1);可以听到叫的频率更高，吵死人了！ 第一课 AVR IO输出之LED显示程序 系统功能 使用AVR控制8位LED，做到想闪就闪，不想闪就不闪，左闪右闪，拚命闪，演示AVR单片机之“点灯术”。 硬件设计 关于AVR的I/O结构及相关介绍详见Datasheet，这里仅对作部分简单介绍，下面是AVR的I/O引脚配置表： AVR I/O 口引脚配置表 DDRXn PORTXn PUD I/O 方式 内部上拉电阻 引脚状态说明 0 0 X 输入 无效 三态（高阻） 0 1 0 输入 有效 外部引脚拉低时输出电流 (uA) 0 1 1 输入 无效 三态（高阻） 1 0 X 输出 无效 推挽 0 输出，吸收电流 (20mA) 1 1 X 输出 无效 推挽 1 输出，输出电流 (20mA) 虽然AVR的I/O口单独输出“1”时，可输出较大电流足已点亮一盏灯，但AVR总的I/O输出毕竟是有限的，所以，有经验的点灯者考虑到除了点灯外可能还有其它费劲的活儿要干，会将AVR的I/O口设计为输出“0”时点灯，输出“1”时熄灯。这种接法亦叫“灌电流接法”。 AVR主控电路原理图（点击图片放大，不需要放大镜！ ） LED控制电路原理图（点击图片放大，不需要放大镜！ ） 软件设计 下面部分从TXT拷出，拷到网页，代码部分缺省了很多空格，比较凌乱，请谅解！ //目标系统: 基于AVR单片机 //应用软件: ICC AVR /*01010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101 ---------------------------------------------------------------------- 实验内容： 点灯，让灯左闪右闪，拼命闪。 ---------------------------------------------------------------------- 硬件连接： 将PD口的LED指示灯使能开关切换到"ON"状态。 ---------------------------------------------------------------------- 注意事项： （1）若有加载库程序，请将光盘根目录下的“库程序”下的“ICC_H”文件夹拷到D盘 （2）请详细阅读：光盘根目录下的“产品资料开发板实验板SMK系列SMK1632说明资料” ---------------------------------------------------------------------- 10101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010*/ #include #include "D:ICC_HCmmICC.H" #define LED_DDR DDRD #define LED_PORT PORTD /*-------------------------------------------------------------------- 程序名称： 程序功能： 注意事项： 提示说明： 输 入： 返 回： --------------------------------------------------------------------*/ void main(void) { uint8 i,j; LED_DDR=0XFF; while(1) { for(i=0;i<4;i++) { LED_PORT^=0xFF; //我闪！拚命闪！ delay50ms(10); } j=0x01; for(i=0;i<8;i++) { j<<=1; LED_PORT=j; //我左闪！ delay50ms(10); } j=0x80; for(i=0;i<8;i++) { j>>=1; LED_PORT=j; //我右闪！ delay50ms(10); } } } 系统调试 本节的目的在于学习AVR的IO输出功能，对于AVR来说，它和传统的51单片机不同，需要设置IO引脚方向。 作如下调试： （1）改变IO方向，即将“LED_DDR=0XFF;”改为“0X00”，观察现象。 （2）将语句：delay50ms(10);改为语句：delay50ms(1);可以看到LED闪的更快，眼都花了！ 东西在于灵活运用，下面是用LED做的手表，内部是用AVR，ATmega48做的，请思考实现如何下面的功能。 AVR 单片机的IO口是标准的双向端口，首先要设置IO口的状态，即：输入还是输出 DDRx寄存器就是AVR单片机的端口方向寄存器，通过设置DDRx可以设置x端口的状态。 DDRx端口方向寄存器相应位设置为1则对应的x端口相应位为输出状态，DDRx端口方向寄存器相应位设置为0则对应的x端口相应位为输入状态。 例如： DDRA = 0xFF; //设置端口A所有口为输出状态，因为0xFF对应的二进制为11111111b DDRA = 0x0F //设置端口A高4位为输入状态，低4位为输出状态，因为0x0F对应的二进制为00001111b PORTx寄存器是AVR单片机的输出寄存器，端口输出状态设定好后通过设置PORTx可以使端口x的相应位输入高电平或低电平来控制外部设备。 例如： PORTA = 0xFF; //端口A所有口线输出高电平 PORTA = 0x0F; //端口A高4位输出低电平，低4位输出高电平 小贴士： 利用位逻辑运算符对特定的端口进行设定。 PORTA = 1<<3; //端口A第4位置为高电平，其它为低电平，应为00000001左移3位后是00001000 PORTA = 1<<7; //同理，第8位置高电平 有时候我们期望端口某一位设置成高电平，但是其它位的高低电平要保持不变，如何做呢？C语言是很强大的，有办法！如下： PORTA |=1<<3; //实现端口A第4位置为高电平，其它位的高低电平不受影响 上面的语句是简化的写法，分解一下就是： PORTA = PORTA | (1<<3); //数字1左移3位后与端口A进行按位或，结果就是端口A第4位置为高电平，其它位的高低电平不受影响 那么大家就会问了，如何实现设置某一位为低电平，其它位的高低电平不变呢？建议大家思考1分钟再看下面的内容。 PORTA &=~(1<<3); //解释一下，首先将1左移3位变成00001000b，然后再按位取反变成11110111b，然后再与端口A做按位与运算，这样就实现了设置端口A第4位为低电平，其它位的高低电平不变。 分解后的语句为： PORTA = PORTA & (~(1<<3)); //结果是一样的 将某端口相应位的高低电平翻转，即原来高电平变为低电平，低电平变为高电平，呵呵！好简单呦！ PORTA = ~PORTA; //将PORTA按位取反后再赋值给PORTA 按位逻辑运算还有一个异或，这个也非常有意思，它能实现电平翻转，有兴趣大家看看书，算是给大家留个想头吧！ 再出个小题目！ 大家都知道已知a，b两个变量，再编程中要交换两个变量常用的方法是定义一个中间变量c，然后： c=a； a=b； b=c； 通过中间变量c完成a、b变量内容的交换！ 不过大家想一想使用C语言能不能不用中间变量来完成a、b变量的交换呢？答案肯定是能，因为C语言很强大！ 不过还是希望大家先想一想再看答案，看完答案后再认真分析一下，体会编程的巧妙之处！ 答案： 使用到了C语言的按位异或逻辑操作，由于没有中间变量，同时逻辑运算的速度很快，整个交换过程比常规方法要快不少！ a ^= b; b ^= a; a ^= b; 过程就是a异或b，b异或a，然后a再异或b就完成了！ 异或的逻辑表 1 ^ 1 0 0 ^ 1 1 1 ^ 0 1 0 ^ 0 0 adm 真厉害，这个你都知道，看来是编程的行家。 交换变量这样的问题，如果你没看过相关的资料，初学者很难自己想出来的。 int a,b; a=3; b=5; a=a+b //a=8 b=5 b=a-b //a=8 b=3 a=a-b //a=5 a=3 这样仅仅是算法技巧的问题，现在很难遇到内存不够 的情况了。 交换变量这样的问题，如果你没看过相关的资料，初学者很难自己想出来的。 int a,b; a=3; b=5; a=a+b //a=8 b=5 b=a-b //a=8 b=3 a=a-b //a...... void main (void) { int a=10,b=20; unsigned char x=30,y=40; a = a + b; b = a - b; a = a - b; x ^= y; y ^= x; x ^= y; while (1); } 首先仅仅运算，算术运算用了8个时钟单位，逻辑运算用了3个时钟单位，因为算术运算牵扯到了负数。 那变量赋值呢，int 赋值用了4个时钟单位，unsigned char赋值用了2个时钟单位。 综合一下，算术运算用时12个单位，逻辑运算用时5个单位，效率要高2.4倍！ 项目编译完后会生成一个.cof的调试文件（我是用ICC，CV应该也有），用AVR Studio打开这个.cof文件，选好处理器型号（M16）就会进入软件仿真，按Alt+O快捷键设置处理器的频率，这样可以看运行的时间，否则只能看运行时钟，时间就不准了。再下来就是按F11单步执行，F10是一下执行完一个过程，如：循环、函数等。时钟和运行时间可以在任意时间用鼠标右键清零，这样数字比较直观，不用再加减。 
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AVR Atmega16 Bootloader程序与上位机LabView程序
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