AVR单片机新手入门必看教程课件5

1、 ATmega16芯片有PORTA、PORTB、PORTC、PORTD（简称PA、PB、PC、PD）4组8位，共32路通用I/O接口，分别对应于芯片上32根I/O引脚。所有这些I/O口都是双（有的为3）功能复用的。 模拟集成电路的特点 模拟集成电路的特点 其中第一功能均作为数字通用I/O接口使用，复用功能则分别用于中断、时钟/计数器、USRAT、I2C和SPI串行通信、模拟比较、捕捉等应用。 恭喜你：选择了正确的AVR学习资料通用I/O接口基本结构与输出应用 1. I/O口的基本结构 每组I/O口配备三个8位寄存器，它们分别是方向控制寄存器DDRx，数据寄存器PORTx，和输入引脚寄存器PIN

2、x（x=ABCD）。I/O口的工作方式和表现特征由这3个I/O口寄存器控制。 2.方向控制寄存器DDRx用于控制I/O口的输入输出方向，即控制I/O口的工作方式为输出方式还是输入方式。当DDRx=1时，I/O口处于输出工作方式。 当PORTx=1时，I/O引脚呈现高电平，同时可提供输出20mA的电流；而当PORTx=0时，I/O引脚呈现低电平，同时可吸纳20mA电流。 3.当DDRx=0时，I/O处于输入工作方式 此时引脚寄存器PINx中的数据就是外部引脚的实际电平，通过读I/O指令可将物理引脚的真实数据读入MCU。此外，当I/O口定义为输入时（DDRx=0），通过PORTx的控制，可使用或不

3、使用内部的上拉电阻。4.表6.1是AVR通用I/O端口的引脚配置情况 表中的PUD为寄存器SFIOR中的一位，它的作用相当AVR全部I/O口内部上拉电阻的总开关。当PUD=1时，AVR所有I/O内部上拉电阻都不起作用（全局内部上拉无效）；而PUD=0时，各个I/O口内部上拉电阻取决于DDRXn的设置。 5. (1).使用AVR的I/O口，首先要正确设置其工作方式，确定其工作在输出方式还是输入方式。 (2)当I/O工作在输入方式，要读取外部引脚上的电平时，应读取PINxn的值，而不是PORTxn的值。 (3)当I/O工作在输入方式，要根据实际情况使用或不使用内部的上拉电阻。 (4)一旦将I/O口

4、的工作方式由输出设置成输入方式后，必须等待一个时钟周期后才能正确的读到外部引脚PINxn的值。6.I/O端口寄存器 PA口寄存器PORTA、DDRA、PINA各个位的具体定义 7. 正确使用AVR的I/O口要注意：(1)先正确设置DDRx方向寄存器，再进行I/O口的读写操作。(2)AVR的I/O口复位后的初始状态全部为输入工作方式，内部上拉电阻无效。所以，外部引脚呈现三态高阻输入状态。(3)用户程序需要首先对要使用的I/O口进行初始化设置，根据实际需要设定使用I/O口的工作方式（输出还是输入），当设定为输入方式时，还要考虑是否使用内部的上拉电阻。(4)在硬件电路设计时，如能利用AVR内部I/O

5、口的上拉电阻，可以节省外部的上拉电阻。C语言中的位操作 8.AVR通用I/O端口的主要特点为：双向可独立位控的I/O口Push-Pull大电流驱动 (最大40mA) 可控制的引脚内部上拉电阻每一位引脚内部都有独立的，可通过编程设置的，设定为上拉有效或无效的内部上拉电阻。当I/O口被用于输入状态，且内部上拉电阻被激活（有效）时，如果外部引脚被拉低，则构成电流源输出电流（uA量级）。可控的方向寄存器DDRx9.C语言中的位操作 a | b - 按位或 这个表达式指示中 a 被表达式中的b 按位进行或运算 这惯用于打开某些位 尤其常用|=的形式 例如 PORTA |= 0 x80; / 打开位 7

6、(最高位) a & b - 按位与 这个运算在检查某些位是否置 1 时有用 例如 If (PORTA & 0 x81) = 0) / 检查位 7 和位 0 注意圆括号需要括在&运算符的周围 因为它和= = 相比运算优先级较低 这是 C 程序中很多错误的原因之一 a b - 按位异或 这个运算对一个位取反有用 例如 在下面的例子中 位 7 是被翻转的 PORTA = 0 x80; / 翻转位 7 a - 按位取反 在表达式中这个运算执行一个取反 当用按位与运算关闭某些位时 与这个运算组合使用尤其有用 如 PORTA &= 0 x80;/ 关闭位 7 10.PORTC | = （1BIT0) |（

7、 1BIT3); 1(BIT0)表示逻辑1左移到PORTC 的0位，结果为0b00000001; 1(BIT3) 表示逻辑1左移PORTC 的3位，结果为0b00001000。0b00000001在同0b00001000相或，结果为0b00001001。 PORTD=BIT(PD7) PORTD口的第7位取反/，取反PD0引脚，TCCR0|=(1CS01)|(1CS00);TCCR0功能寄存器的CS01 、CS00位置1。11.通用数字I/O口的设置与编程 1. 通用I/O输出设计要点 应用I/O口输出时，在系统的软硬件设计上应注意的问题有： 输出电平的转换和匹配。 输出电流的驱动能力。 I/

8、O口输出为“1”时，可以提供20mA左右的驱动电流。输出为“0”时，可以吸收20mA左右的灌电流（最大为40mA）。 输出电平转换的延时。 应用举例: LED发光二极管的控制 设计一个带有一排8个发光二极管的简易彩灯控制系统 12.硬件电路设计 当电压U1大于U2约1V以上时，二极管导通发光。当导通电流大于5mA时，人的眼睛就可以明显地观察到二极管的发光，导通电流越大，亮度越高。 AVR的I/O口输出“0”时，可以吸收最大40mA的电流，因此采用控制发光二极管负极的设计比较好。 13.#include /包含单片机型号头文件#include /包含位操作头文件#include /包含延时头文件

9、#define LEDPORTB/LED端口 #define Open_LED PORTA|=0 x10 /使能LEDvoid En_Led(void) /使能LED DDRB=0 xff; /设置输出PORTB=0 xff;/输出高电平Open_LED;/打开LED功能14.void main(void) unsigned char i;En_Led();/使能LEDwhile(1)for(i=0;i1;i-) LED=0 xff; /LED全部熄灭LED&=BIT(i-2); /点亮相应位LEDdelay_nms(200);/延时大约100毫秒15.应用举例:继电器控制 控制恒温箱的加热的

10、硬件电路设计 恒温箱的加热源采用500W电炉，电炉的工作电压220v，电流2.3A。选用HG4200继电器，开关负载能力为5A/AC220V，继电器吸合线圈的工作电压5v，功耗0.36W，计算得吸合电流为0.36/5 = 72mA。因此，要能使继电器稳定的吸合，驱动电流应该大于80mA。该电流已经超出AVR本身 I/O口的驱动能力，因此外部需要使用功率驱动元件。 I/O引脚输出“1”时，三极管导通，继电器吸合，电炉开始加热。I/O引脚输出“0”时，三极管截止，继电器释放，加热停止。 16.PORTC | =(1 PORTC0） PORTC 位置1。继电器吸合，电炉开始加热。PORTC & =

11、(1 PORTC0）PORTC & = 0 x80 PORTC 位置0。继电器释放，加热停止。 17.应用举例:LED数码显示器的应用 18.19.0-D7连接PB0-PB7，段选信号SMGLK11连接PA3，位选信号BITLK11连接PA2，74AC573SJ为锁存器。 20.#include /包含单片机型号头文件#include /包含位操作头文件#include /包含延时头文件#include /包含通用函数及宏定义头文件/*/* 函数名称: Display_All_SMG() */* 功 能: 显示8位数据信息 */* 参 数: *pdata-显示缓冲数组地址指针 */void D

12、isplay_All_SMG(unsigned char *pdata) unsigned char i;for(i=0;i8;i+) /循环8次，每次显示一位 Display_One_SMG(i,pdatai);21./*/* 函数名称: Display_Cycle_SMG() */* 功 能: 循环显示8位数据信息 */* 参 数: *pdata-显示缓冲数组地址指针 */* 返回值 : 无 */void Display_Cycle_SMG(unsigned char *pdata) unsigned int i,j; for(i=0;i1;j-)/扫描8个数码管 Display_One_SMG(j-2,pdata(i/50+9-j)%16);/调用显示 22./*/* 函数名称: main() */* 功 能: 数码管滚动显示数字 */* 参