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 sbi(DDRB,3) //PB3

#define BUZ_ON cbi(PORTB,3)

#define BUZ_OFF sbi(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!

以ATMEGA16为例，用轻松幽默的讲解方式，讲解AVR的每个功能部件，配合给出Protel电路图及ICCAVR源代码。

都是网上找的资料，整理了一下，大伙凑或者学吧!

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。

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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”

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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......

又学一招，确实也很巧妙!有异曲同工之处。

我这些是看资料从别人那学来的，不过逻辑运算要比算术运算快一倍以上，写了个程序在AVR Studio 中软件仿真了一下!

程序如下：

#include

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。