AVR I/O口使用方法

AVR主控電路原理圖（點(diǎn)擊圖片放大，不需要放大鏡！ ）

LED控制電路原理圖（點(diǎn)擊圖片放大，不需要放大鏡！ ）
軟件設(shè)計(jì)

下面部分從TXT拷出，拷到網(wǎng)頁(yè)，代碼部分缺省了很多空格，比較凌亂，請(qǐng)諒解！

//目標(biāo)系統(tǒng): 基于AVR單片機(jī)
//應(yīng)用軟件: ICC AVR
/*01010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101
----------------------------------------------------------------------
實(shí) 驗(yàn)內(nèi)容：
點(diǎn)燈，讓燈左閃右閃，拼命閃。
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硬 件連接：
將PD口的LED指示燈使能開(kāi)關(guān)切換到"ON"狀態(tài)。
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注 意事項(xiàng)：
（1）若有加載庫(kù)程序，請(qǐng)將光盤(pán)根目錄下的“庫(kù)程序”下的“ICC_H”文件夾拷到D盤(pán)
（2）請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀：光盤(pán)根目錄下的“產(chǎn)品資料開(kāi) 發(fā)板實(shí)驗(yàn)板SMK系列SMK1632說(shuō)明資料”
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10101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010*/

#include iom16v.h>
#include "D:ICC_HCmmICC.H"
#define LED_DDR DDRD
#define LED_PORT PORTD
/*--------------------------------------------------------------------
程 序名稱(chēng)：
程序功能：
注意事項(xiàng)：
提示說(shuō)明：
輸 入：
返 回：
--------------------------------------------------------------------*/
void main(void)
{
uint8 i,j;
LED_DDR=0XFF;
while(1)
{
for(i=0;i4;i++)
{
LED_PORT^=0xFF; //我閃！拚命閃！
delay50ms(10);
}
j=0x01;
for(i=0;i8;i++)
{
j=1;
LED_PORT=j; //我左閃！
delay50ms(10);
}
j=0x80;
for(i=0;i8;i++)
{
j>>=1;
LED_PORT=j; //我右閃！
delay50ms(10);
}
}
}

系統(tǒng)調(diào)試
本節(jié)的目的在于學(xué)習(xí)AVR的IO輸出功能，對(duì)于AVR來(lái)說(shuō)，它和傳統(tǒng)的51單片機(jī)不 同，需要設(shè)置IO引腳方向。
作如下調(diào)試：
（1）改變IO方向，即將“LED_DDR=0XFF;”改為“0X00”，觀察現(xiàn)象。
（2） 將語(yǔ)句：delay50ms(10);改為語(yǔ)句：delay50ms(1);可以看到LED閃的更快，眼都花了！

東西在于靈活運(yùn)用，下面是用LED做的手表，內(nèi)部是用AVR，ATmega48做的，請(qǐng)思考實(shí)現(xiàn)如何下 面的功能。

AVR 單片機(jī)的IO口是標(biāo)準(zhǔn)的雙向端口，首先要設(shè)置IO口的狀態(tài)，即：輸入還是輸出

DDRx寄存器就是AVR單片機(jī)的端口方向寄存器，通過(guò)設(shè)置DDRx可以設(shè)置x端口的狀態(tài)。
DDRx 端口方向寄存器相應(yīng)位設(shè)置為1則對(duì)應(yīng)的x端口相應(yīng)位為輸出狀態(tài)，DDRx端口方向寄存器相應(yīng)位設(shè)置為0則對(duì)應(yīng)的x端口相應(yīng)位為輸入狀態(tài)。
例如：
DDRA = 0xFF; //設(shè)置端口A所有口為輸出狀態(tài)，因?yàn)?xFF對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制為11111111b

DDRA = 0x0F //設(shè)置端口A高4位為輸入狀態(tài)，低4位為輸出狀態(tài)，因?yàn)?x0F對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制為00001111b

PORTx寄存器是AVR單片機(jī)的輸出寄存器，端口輸出狀態(tài)設(shè)定好后通過(guò)設(shè)置PORTx可以使 端口x的相應(yīng)位輸入高電平或低電平來(lái)控制外部設(shè)備。
例如：
PORTA = 0xFF; //端口A所有口線(xiàn)輸出高電平

PORTA = 0x0F; //端口A高4位輸出低電平，低4位輸出高電平

小貼士：
利用位邏輯運(yùn)算符對(duì)特定的端口進(jìn)行設(shè)定。

PORTA = 13; //端口A第4位置為高電平，其它為低電平，應(yīng)為00000001左移3位后是00001000
PORTA = 17; //同理，第8位置高電平

有時(shí)候我們期望端口某一位設(shè)置成高電平，但是其它位的高低電平要保持不變，如何做呢？C語(yǔ)言是很強(qiáng)大 的，有辦法！如下：

PORTA |=13; //實(shí)現(xiàn)端口A第4位置為高電平，其它位的高低電平不受影響
上面的語(yǔ)句是簡(jiǎn)化的寫(xiě)法，分解一下就是：
PORTA = PORTA | (13); //數(shù)字1左移3位后與端口A進(jìn)行按位或，結(jié)果就是端口A第4位置為高電平，其它位的高低電平不受影響

那么大家就會(huì)問(wèn)了，如何實(shí)現(xiàn)設(shè)置某一位為低電平，其它位的高低電平不變呢？建議大家思考1分鐘再看下面 的內(nèi)容。
PORTA =~(13); //解釋一下，首先將1左移3位變成00001000b，然后再按位取反變成11110111b，然后再與端口A做按位與運(yùn)算，這樣就實(shí)現(xiàn)了設(shè)置端口A第 4位為低電平，其它位的高低電平不變。
分解后的語(yǔ)句為：
PORTA = PORTA (~(13)); //結(jié)果是一樣的

將某端口相應(yīng)位的高低電平翻轉(zhuǎn)，即原來(lái)高電平變?yōu)榈碗娖剑碗娖阶優(yōu)楦唠娖?，呵呵！好?jiǎn)單呦！

PORTA = ~PORTA; //將PORTA按位取反后再賦值給PORTA

按位邏輯運(yùn)算還有一個(gè)異或，這個(gè)也非常有意思，它能實(shí)現(xiàn)電平翻轉(zhuǎn)，有興趣大家看看書(shū)，算是給大家留個(gè)想 頭吧！

再出個(gè)小題目！
大家都知道已知a，b兩個(gè)變量，再編程中要交換兩個(gè)變量常用的方法是定義一個(gè)中 間變量c，然后：

c=a；
a=b；
b=c；

通過(guò)中間變量c完成a、b變量?jī)?nèi)容的交換！
不過(guò)大家想一想使用C語(yǔ)言能不能不用中間變量來(lái)完成 a、b變量的交換呢？答案肯定是能，因?yàn)镃語(yǔ)言很強(qiáng)大！
不過(guò)還是希望大家先想一想再看答案，看完答案后再認(rèn)真分析一下，體會(huì)編程的巧妙之處！
答 案：
使用到了C語(yǔ)言的按位異或邏輯操作，由于沒(méi)有中間變量，同時(shí)邏輯運(yùn)算的速度很快，整個(gè)交換過(guò)程比常規(guī)方法要快不少！

a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;

過(guò)程就是a異或b，b異或a，然后a再異或b就完成了！

異或的邏輯表
1 ^ 1 0
0 ^ 1 1
1 ^ 0 1
0 ^ 0 0

adm 真厲害，這個(gè)你都知道，看來(lái)是編程的行家。

交換變量這樣的問(wèn)題，如果你沒(méi)看過(guò)相關(guān)的資料，初學(xué)者很難自己想出來(lái)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

這樣僅僅是算法技巧的問(wèn)題，現(xiàn)在很難遇到內(nèi)存不夠 的情況了。

交換變量這樣的問(wèn)題，如果你沒(méi)看過(guò)相關(guān)的資料，初學(xué)者很難自己想出來(lái)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......

又學(xué)一招，確實(shí)也很巧妙！有異曲同工之處。
我這些是看資料從別人那學(xué)來(lái)的，不過(guò)邏輯運(yùn) 算要比算術(shù)運(yùn)算快一倍以上，寫(xiě)了個(gè)程序在AVR Studio 中軟件仿真了一下！
程序如下：
#include iom16v.h>

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);
}
首先僅僅運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算用了8個(gè)時(shí)鐘單位，邏輯運(yùn)算用了3個(gè)時(shí)鐘單位，因?yàn)樗阈g(shù)運(yùn)算牽扯到了負(fù)數(shù)。
那變量賦值 呢，int 賦值用了4個(gè)時(shí)鐘單位，unsigned char賦值用了2個(gè)時(shí)鐘單位。
綜合一下，算術(shù)運(yùn)算用時(shí)12個(gè)單位，邏輯運(yùn)算用時(shí)5個(gè)單位，效率要高 2.4倍！ 項(xiàng)目編譯完后會(huì)生成一個(gè).cof的調(diào)試文件（我是用ICC，CV應(yīng)該也有），用AVR Studio打開(kāi)這個(gè).cof文件，選好處理器型號(hào)（M16）就會(huì)進(jìn)入軟件仿真，按Alt+O快捷鍵設(shè)置處理器的頻率，這樣可以看運(yùn)行的時(shí)間，否則只能看 運(yùn)行時(shí)鐘，時(shí)間就不準(zhǔn)了。再下來(lái)就是按F11單步執(zhí)行，F(xiàn)10是一下執(zhí)行完一個(gè)過(guò)程，如：循環(huán)、函數(shù)等。時(shí)鐘和運(yùn)行時(shí)間可以在任意時(shí)間用鼠標(biāo)右鍵清零，這 樣數(shù)字比較直觀，不用再加減。