AVR单片机位操作的C语言编程实现

1、第第 页共4页电子报/2011年/I月/16日/第015版智能电子AVR单片机位操作的C语言编程实现湖北曾安君一、常规方法AVR单片机的各类教材或编程应用参考资料，对介绍的端II位操作方法不外乎宏定义及整体和某个常吊湘或、相与來实现某一单个位状态的改变。如:PORT&=(11)：等价J:PORTB&=oxfd：作用是PB1清零而其余位不变。与之类似的还有：PORTB1=(14)；PB4置位，其余位不变。PORTBA=(14)；PB4翻转，其余位不变。上述方法，无论是常屋值参与还是移位操作，用起来总嫌麻烦，不够直观，且具体常崑值还需人工推算，易出错。移位操作生成的目标代码偏人，在人鼠运用时，占用

2、系统内存或flash空间，执行效率低。以笔者实际运用效果來看，宏定义比较好。笔者也偏好运用宏定义。C编译器在编译Z前会事先进行宏替换，所以，如果宏定义讲究一些技巧，则代码执行效率将得到较人提升，编程时，操作也得心应手。常规参考手册或资料，建议用以I、宏定义：#definePAO0#definePAI1#definePA22#definePA33#definePA44#deffinePA55#definePA66#definePA77#defineCPL_BIT(x、y)(xA=(1y)#dcfineSET_BIT(x、y)(xl=(ly)#defineCLR_BIT(x、y)(x&=(lvy)

3、#defineGET_BIT(x、y)(x&=(ly)如此宏定义之后，可构成一个头文件，然后加入到新建工程文件中(编译器用ICC的ICC6.31A),但Z前需包含和应单片机的头文件，如:MCU为AT-MEGA48,则最先包含iom48V.h之后，再包含此自制头文件，即可在程序中运用：CPLBIT(PORTA.PA2)；/PB2取反GET_BIT(PORTA.PA6)；读取PA6的状态CLR_BIT(PORTA.PA5)；清零PA5SETBIT(PORTA.PAl)；/PA1置1此法在运用时，依旧用了移位操作，只是为了方便程序操作，笔者只在小规模程序中运用。I、而，笔者将充分利用C语言自身的强人

4、位运算能力和指针相结合，构建一个ICC6.31A平台卜的位定义头文件，希望能给大家一些启示。首先明确几个基本概念:位域、地址绑定，和Volatile限定关键字。在ICC631A的安装目录中有个in-elude文件夹，里而有大屋编译器开发人员已为我们开发好的各类AVR单片机预定头文件，卜面是iom48v.h头文件。AVR的ATMEGA48MCU头文件iom48v.h中关其端II地址定义部分：/*PortB*/#definePINB(*(volatileunsignedchar*)ox23)#defineDDRB(*(volatileunsignedchar*)oxx24)#definePORTB

5、(*(volatileunsignedchar*)ox25)/*PORTC*/#definePINC(*(volatileunsignedchar*)ox26)#defineDDRC(*(volatileunsignedchar*)ox27)#definePORTC(*(volatileunsignedchar*)ox28)/*PortD*/#definePIND(*(volatileunsignedchar*)ox29)#defineDDRD(*(volatileunsignedchar*)ox2A)#definePORTD(*(volatileunsignedchar*)ox2B)注:每个

6、端II均有PIN、DDR、PORT三个八位寄存器简要概括如下:Volatile一词用来规定C编译器不允许对其限定的变堂进行优化处理。如：#definePORTB(*(volatileunSignedchar*)ox25)这句宏定义要结合iom48v.h头文件来看，在前而有该头文件关丁各端II寄存器的定义。上述宏语句中，ox25被强制转化为一个指针常彊，实际上，上述宏定义的意义为:PORTB被强制定义在地址ox25,即定义了一个无符号字符型变量PORTB,且被强制绑定在ox25地址上。其他语句依此类推。有了这个概念之后，再来了解一下C语言中位域的定义。标准C语言中，可以定义一个特殊的结构，位域，

7、允许对定义的结构中的单个位进行操作。基本构成如卜：位域:stnict位域结构名位域列表；)位域类型变量名；卜面是笔者给出的位域定义等的头文件，在自定义位操作头文件中定义了一个位域BYTE_BITo相关详细架构标准请参考C语言规范，在此不再多述，只是希望人家对此有人概了解。自定义avr_bit.h头文件(节选,以ATMEGA48为例，定义其BII)定义位域tyoedefstnictByteBitunsignedBitO:1；unsignedBitl:l；unsignedBit2:l:unsignedBit3:l；unsignedBit4:1；unsignedBit5:l；unsignedBit6

8、:1；unsignedBit7:l；)BYTE.BIT：/BI1宏定义，此值参见相应头文件。#define_PINBox23#define_DDRBox24#definePORTBox25定义B端口每个位，进行地址绑定。#definePINB_BITO(*(voIatileBYTE_BIT*)(_PINB).BTTOPINB.BITlBIT1#dcfincPORTB_BITO(*(volatiIcBYTE_BIT*)(_PORTB)BITOPORTB_BIT1BIT1#defineDDRBBITO(*(volatilcBYTE_BIT*)(_DDRB)BITODDRB_B1T1Bill对各端L

9、I依同一规律均进行各位的定义即可。结合头文件的和关定义，重新对其特定地址进行另外的绑定，结合位域的概念，进而一步步将各寄存器由一个字节分成了可操控的8个位。在上述文件中，笔者仅表述了B端II。另外，Atmega48的端门不完全，只有B、C、DII,没有All,且Dll为8位，CII为6位，BII为7位，若外接晶体，则PB6和PB7不能另作端II运用。所以，端II很不完整，但为了保持位域完整性和一致性，便丁理解，将B、C、D三门均作8bit对待。实际操作时，千万注意不要去操作那些实际不存在的位。当然，若感兴趣，人家可改动头文件相关定义，来完善它。为验证这个头文件，笔者很快编写了一个测试程序Bee

10、p.c,具体如卜：Beep.c程序代码#include#includeavr_bith”包含自定义头文件#definetime40000Voidbeepcunsignedint)；Voidporting)：Voidmain()：while(l)portint();beep(time);1)Voidbeepcunsignedintr)/蜂鸣器发声函数unsignedinti；PORTB_BIT0=0；/PBO输出低电平fori=rjoa.)PORTB_BITO=1；/PBO输出高电平for(i=r；i0；i.)voidportint()端II初始化函数DDRB_BITO=1:/PBO为输出状态P

11、ORTB_BITO=0:/PBO输出“0”1在电路拓扑中，在ATMEGA48的PB0脚，即（14）脚外接一只三极管（接b极）由三极管去控制只蜂鸣器。程序很简单。为了更直观，在PORTBII其他不用的引脚上均接了发光二极管，此时,在测试程序中，将端II初始化函数语句改为:DDRB=oxff：PORTB=oxOO；（或PORTB=oxff：视二极管接法而定），由二极管配合蜂鸣器來观察PBO位是否能单独动作。当然，运用此位定义头文件，可实现单片机任一口的任一位的位操作。二、扩展运用基上述原理，结合C语言取地址运算符&,不难实现一个通用位定义头文件，來适合所有AVR单片机，只是代码较为复杂。大家不妨自己试试。注意一点:以上头文件，笔者是参考ICC6.31A编译器的include文件夹定义的，在使用前，请首先包含系统提供的MCU头文件，并将自定义头文件复制到所建工程中，然后，就可运用自如To就目前使用情况來看，使用AT-MEGA48/16/128的MCU较多，所以即便是定义3个对应的位操作头文件，也是可以的。通用型文件往往体积较人，编制麻烦，可读性差，不适合普通爱好者。在本文中，笔者对J-AVR单片机的位操作端II编程提