Atmel微控制器软件库函数操作指南（IO端口篇）

——基于Atmel Studio 6和Atmel软件框架（ASF）

本文写的是什么？

本文主要是结合Atmel软件框架（ASF）官网英文入门指南，使用和总结成的中文版，利用ASF对Atmel MEGA、MEGA_RF、XMEGA、UC3和SAM的IO端口进行操作。文章先结合Atmel Studio 6.2 SP1的使用方法给出程序参考实例，再详细介绍IO软件库函数。

为什么要写这篇文章？

众所周知，微控制器的底层操作是尤为重要的，特别是寄存器。由于目前微控制器品牌、种类太多，如果像以往那样去自己写寄存器操作代码，这样工作效率会大大降低，并且很容易出错。目前各个厂商已经推出了自家的微控制器库函数，库函数会大大简化用户代码，并且节省大量时间。由于Atmel 库函数使用教程的中文版很少，这篇文章写来分享给大家，并希望能够做一定的交流，如有不正确的地方，敬请指出。

Atmel软件框架是什么？

Atmel软件框架的英文是Atmel Software Framework，简称ASF。它是Atmel官方对所有微控制器做的一个软件库，本文里面介绍所使用的是版本是3.20.1.1349。

进入正题

使用ASF对IO操作必须了解Common IOPORT API，这是一个Atmel全系列的微控制器IO端口编程接口，在ASF里面对应的是ioport.h。它是一个上层的头文件，里面需要调用Atmel 各个系列的微控制器底层IO寄存器操作头文件，ioport.h已经在代码里面做了处理，在实际使用中，只需要包含该头文件，就可以用相应函数对IO进行操作。

我们首先看一个例子:

相信长期使用过微控制器的朋友能容易看懂以上代码，程序的第1、2行是定义一个实际操作端口，把LED映射到了PB0，BUTTON映射到了PB1。第3行是IO端口初始化，最后3行依次是设置LED映射端口为输出、BUTTON映射端口为输入、BUTTON映射端口为上拉模式。这些函数都是Atmel软件库（ASF）里面提供的，只需直接调用即可。先介绍在Atmel Studio中如何使用，后面再详细介绍ioport.h驱动函数。

新建工程

添加ASF驱动

编写代码

源代码：

<strong>1.<font size="3">#include <avr/io.h> 2.#include "ASF.h"//包含ASF驱动头文件 3. 4.#defineLED IOPORT_CREATE_PIN(PORTB, 0)//LED定义为PB0 5.#defineBUTTONIOPORT_CREATE_PIN(PORTB, 1)//BUTTON定义为PB1 6. 7.int main(void) 8.{ 9. ioport_init();//初始化IO端口 10. ioport_set_pin_dir( LED,IOPORT_DIR_OUTPUT);//LED端口为输出 11. ioport_set_pin_level( LED, IOPORT_PIN_LEVEL_HIGH);//LED端口输出高电平 12. 13. ioport_set_pin_dir( BUTTON,IOPORT_DIR_INPUT);//BUTTON端口为输入 14. ioport_set_pin_mode( BUTTON,IOPORT_MODE_PULLUP);//BUTTON端口上拉模式 15. 16. while(1) 17. { 18. //TODO:: Please write your application code 19. //以下代码仅作为ASF测试用，按键程序作为简单逻辑测试，无消抖、无实时性 20. 21. if( ioport_get_pin_level(BUTTON)==0 )//读BUTTON端口电平，是否按下 22. { 23. while( ioport_get_pin_level(BUTTON)==1 )//读BUTTON端口电平，是否按键释放 24. { 25. ioport_toggle_pin_level(LED);//LED端口电平取反，亮到灭，灭到亮 26. } 27. } 28. } 29.} </strong>

部分微控制器Ioport.h的使用必须关联微控制器的系统时钟配置，没有系统时钟，IO口是不会工作的，ASF里面叫System Clock Management。下面将详细介绍Common IOPORT API即ioport.h，里面到底需要用到哪些IO操作函数，以及怎么操作。实际应用中可以直接调用ASF.h，因为ASF.h里面已经封装好了各个头文件，其中就包括了ioport.h。

IO端口定义函数

#defineIOPORT_CREATE_PIN (port, pin)((IOPORT_ ## port) * 8 + (pin))

这个函数是端口宏定义函数，看上面的例子，将LED定义到了PB0，BUTTON定义到了PB1，很简单。

IO端口方向枚举

IOPORT_DIR_INPUT

IO端口方向为输入

IOPORT_DIR_OUTPUT

IO端口方向为输出

IO端口感应枚举

IOPORT_SENSE_BOTHEDGES

IO端口感应：上升沿和下降沿

IOPORT_SENSE_RISING

IO端口感应：上升沿

IOPORT_SENSE_FALLING

IO端口感应：下降沿

IO端口输出枚举

IOPORT_PIN_LEVEL_LOW

IO端口输出低电平

IOPORT_PIN_LEVEL_HIGH

IO端口输出高电平

禁用IO单个端口

static void ioport_disable_pin( ioport_pin_tpin )

这个函数用来禁用某个IO端口的，例如：ioport_disable_pin(LED ) ，将禁用LED相应的PB0端口。

禁用IO一组端口

static void ioport_disable_port( ioport_port_tport, ioport_port_mask_tmask)

这个函数用来禁用某组IO端口的。

使能IO单个端口

static void ioport_enable_pin( ioport_pin_tpin )

这个函数用来使能某个IO端口。

使能IO一组端口

static void ioport_enable_port( ioport_port_tport,ioport_port_mask_tmask)

这个函数用来使能某组IO端口的。

读IO端口状态

static bool ioport_get_pin_level( ioport_pin_tpin )

这个函数用来读取某个IO端口，例如： ioport_get_pin_level( BUTTON) ，就是读取PB1状态。

读IO端口状态返回作为掩模

static ioport_port_mask_t ioport_get_port_level ( ioport_pin_tport,ioport_port_mask_tmask )

这个函数用来读取某个IO端口，并从读端口指定管脚的逻辑电平，返回作为掩模。

IO端口初始化

static void ioport_init( void )

这个函数用来初始化IO端口，此功能必须在使用IO端口之前调用。

IO端口转换位掩模

static ioport_port_mask_t ioport_pin_to_mask( ioport_pin_tpin )

这个函数用来IO端口转换为一个位掩模。

IO端口转换为ID

static ioport_port_t ioport_pin_to_port_id( ioport_pin_tpin )

这个函数用来化IO端口转换ID。

IO端口单个引脚配置模式复位

static void ioport_reset_pin_mode( ioport_pin_tpin )

这个函数用来复位IO端口配置模式。

IO端口一组引脚配置模式复位

static void ioport_reset_port_mode( ioport_port_tport,ioport_port_mask_tmask)

这个函数用来复位一组IO端口配置模式。

IO端口方向配置

static void ioport_set_pin_dir( ioport_pin_tpin,enum ioport_directiondir)

这个函数用来配置某个IO端口的方向是。

例如：ioport_set_pin_dir( LED,IOPORT_DIR_OUTPUT); 就是配置LED的PB0为输出。

IO端口输出配置

static void ioport_set_pin_level( ioport_pin_tpin,boollevel)

这个函数用来配置某个IO端口输出高电平、低电平。

例如：ioport_set_pin_level( LED,IOPORT_PIN_LEVEL_LOW) 就是配置LED的PB0为低电平。

IO端口模式配置

static void ioport_set_pin_mode( ioport_pin_tpin,ioport_mode_tmode)

这个函数用来配置某个IO端口模式。

例如：ioport_set_pin_mode( BUTTON,IOPORT_MODE_PULLUP);就是配置BUTTON的PB1为上拉模式。

IO端口感应模式配置

static void ioport_set_pin_sense_mode( ioport_pin_tpin,enum ioport_sensepin_sense)

这个函数用来配置某个IO端口感应模式。配置成为上升沿、下降沿、上升沿和下降沿。

IO端口一组方向配置

static void ioport_set_port_dir( ioport_port_tport,ioport_port_mask_tmask,

enum ioport_directiondir)

这个函数用来配置一组IO端口方向。

IO端口一组输出配置

static void ioport_set_port_level( ioport_port_tport,ioport_port_mask_tmask,

ioport_port_mask_tlevel)

这个函数用来配置一组IO输出高电平、低电平。

IO端口一组模式配置

static void ioport_set_port_mode( ioport_port_tport,ioport_port_mask_tmask,

ioport_mode_tmode)

这个函数用来配置一组IO端口模式配置。

IO端口一组感应配置

static void ioport_set_port_sense_mode( ioport_port_tport, ioport_port_mask_tmask,

enum ioport_sensepin_sense)

这个函数用来配置一组IO端口感应模式配置。配置成为上升沿、下降沿、上升沿和下降沿。

IO端口输出取反

static void ioport_toggle_pin_level( ioport_pin_tpin )

这个函数用来对IO端口输出取反。

IO端口一组输出取反

static void ioport_toggle_port_level( ioport_port_tport,ioport_port_mask_tmask)

这个函数用来对IO端口一组输出取反。