各类单片机IO口操作及寄存器.doc

51、AVR、 PIC、MSP340、ARM单片机IO口和寄存器的操作 51单片机、AVR单片机和PIC单片机IO口结构的均不同，导致了IO口操作也不同。操作单片机IO口的目的是让单片机的管脚输出逻辑电平和读取单片机管脚的逻辑电平。下面我们来看看51单片机、AVR单片机和PIC单片机IO口的操作的方法。51单片机151单片机IO口的操作 51单片机IO口的结构比较简单，每个IO口只有一个IO口寄存器Px,而且这个寄存器可以位寻址，操作起来是所有单片机里最简单的，可以直接进行总线操作也可以直接进行位操作，这也是51单片机之所以成为经典的原因之一。下例的运行坏境为Keil软件，器件为AT89S52。 i ncludesbit bv=P20;/定义位变量，关联P2.0管脚。sbit是C51编译器特有的数据类型 int main(void) unsigned char pv; /位操作，以P2口的第0位为例：bv=0;/直接对P2口的第0位管脚输出低电平 bv=1;/ 直接对P2口的第0位管脚输出高电平 /总线操作输出数据，以P2口为例： P2=0xaa;/直接赋值，P2口输出数据0xaa /总线操作读取数据，以P2口为例： pv=P2;/直接读取P2口的数据放到pv变量 return 0; AVR单片机2AVR单片机IO口的操作 AVR单片机IO口的结构比较复杂，每个IO由三个寄存器组成：IO口数据寄存器POTx、IO口方向寄存器DDRx和IO口输入引脚寄存器PINx。AVR单片机IO口操作相当麻烦，需要设置IO口的方向，而且只能进行总线操作，如果进行位操作还需要掌握编程技巧-通过逻辑运算来实现位操作。下例的运行坏境为ICCAVR软件，器件为ATMEGA16。 i ncludeint main(void) unsigned char pv; /总线操作输出数据，以D口为例： DDRD=0xff;/先设置D口的方向为输出方式（相应位设0为输入，设1为输出） PORTD=0xaa;/赋值，D口输出数据0xaa /总线操作读取数据，以D口为例： DDRD=0x00/先设置D口的方向为输入方式（相应位设0为输入，设1为输出） PORTD=0xff;/再设置D口为带上拉电阻（相应位设0为无上拉，设1为有上拉），才能准确读取数据 pv=PIND;/读取D口的PIND寄存器的数据放到pv变量 /位操作，以D口的第0位为例： DDRD|=0x01;/先设置D口第0位的方向为输出方式，其他位的方向不变 PORTD|=0x01;/D口的第0位输出高电平，技巧：使用位或运算，其他位不变 PORTD&=0x01;/D口的第0位输出低电平，技巧：使用取反位与运算，其他位不变 return 0; DDRX是端口方向寄存器的设置，PORTX是端口输出设置，很明显DDRB=0x00是将B口设为输入，至于PORTB=0x00还是0xff，要看你的外部是什么一个设备了，设为0xff是将B口设置为上拉输出，设置为0x00，是将B口悬空输出也即高阻态，如果你的输入信号是一个状态0/1可变的话，无所谓设置成什么样，因为端口在某时刻就一个状态。但是如果是按键处理，那就看按键另一段是高还是低，如果是地，那么就用0xff，如果是高，那么就0x00，另外，需要下拉，因为端口没有下拉状态。切记，端口不能处于高阻态，否则单片机可能判断为高也可能为低，就是误判断。 总的来说，还是看清楚你的输入是什么状态，根据此状态设置端口。PIC单片机3PIC单片机IO口的操作 PIC单片机IO口的结构也比较复杂，每个IO由两个寄存器组成：IO口数据寄存器PORTx、和IO口方向寄存器TRISx。操作起来比AVR单片机简单一些，同样需要设置IO的方向，可以进行总线操作也可以进行位操作。下例的运行坏境为MPLAB IDE软件，器件为PIC16F877。 i nclude _CONFIG(0x3B32); int main(void) unsigned char pv; /总线操作输出数据，以B口为例： TRISB=0x00; /先设置B口的方向为输出方式（相应位设0为输出，设1为输入） PORTB=0xaa; /赋值，B口输出数据0xaa /总线操作读取数据，以B口为例： TRISB=0xff; /先设置B口的方向为输入方式（相应位设0为输出，设1为输入） pv=PORTB; /读取B口的数据放到pv变量 /位操作，以B口的第0位为例： TRISB=0xfe; /先设置B口的第0位（RB0）的方向为输出方式（相应位设0为输出，设1为输入） RB0=1; /B口的第0位输出高电平 RB0=0; /B口的第0位输出低电平 return 0; 经过比较这三种单片机IO口的操作，我们知道，51单片机IO口结构简单，操作简单，但没有高电平大电流驱动能力；AVR和PIC单片机IO口结构复杂，操作麻烦，但具备高电平大电流驱动能力。换句话说，单片机的IO口的功能越强大结构越复杂操作越繁琐。MSP430单片机3、MSP430 单片机 IO MSP430的端口有P1、P2、P3、P4、P5、P6、S和COM（型号不同，包含的端口也不仅相同，如MSP430X11X系列只有P1,P2端口，而MSP430X4XX系列则包含全部上述端口），它们都可以直接用于输入/输出。MSP430系统中没有专门的输入/输出指令，输入/输出操作通过传送指令来实现。端口P1P6的每一位都可以独立用于输入/输出，即具有位寻址功能。常见的键盘接口可以直接用端口进行模拟，用查询或者中断方式控制。由于MSP430的端口只有数据口，没有状态口或控制口，在实际应用中，如在查询式输入/输出传送时，可以用端口的某一位或者几位来传送状态信息，通过查询对应位的状态来确定外设是否处于“准备好”状态。 端口的功能。（1）P1,P2端口： I/O,中断功能,其他片内外设功能如定时器、比较器；（2）P3,P4P5P6端口：I/O,其他片内外设功能如SPI、UART模式，A/D转换等；（3）S,COM端口：I/O,驱动液晶。 MSP430各端口具有丰富的控制寄存器供用户实现相应的操作。其中P1,P2具有7个寄存器，P3P6具有4个寄存器。通过设置寄存器我们可以实现：（1）每个I/O位独立编程；（2）任意组合输入，输出和中断；（3）P1,P2所有8个位全部可以用作外部中断处理；（4）可以使用所以指令对寄存器操作；（5）可以按字节输入、输出，也可按位进行操作。 端口P1,P2的功能可以通过它们的7个控制寄存器来实现。这里，Px代表P1或P2。（1）PxDIR：输入/输出方向寄存器。 8位相互独立，可以分别定义8个引脚的输入/输出方向。8位再PUC后都被复位。使用输入/输出功能时，应该先定义端口的方向 。作为输入时只能读，作为输出时，可读可写。0：输入模式；1：输出模式。如：P1DIR|=BIT4; /P1.4输出 ，P2DIR=0XF0; /高4位输出，低4位输入。（2）PXIN：输入寄存器，为只读寄存器。用户不能对它进行写入，只能通过读取其寄存器的内容来知道I/O口的输入信号。所以其引脚的方向要选为输入。如再键盘键盘扫描程序中经常要读取行线或者列线的端口寄存器值来判断案件情况。例如：unsigned char key;P1DIR&=BIT4; /P1.4输入key=P1IN&0X10; /输出端口P1.4的值（3）PXOUT：输出寄存器。该寄存器为I/O端口的输出缓冲寄存器，再读取时输出缓存的内容与引脚方向定义无关。改变方向寄存器的内容，输出缓存的内容不受影响。如：PIOUT|=0X01; /P1.0输出1 ， PIOUT&=0X01; /P1.0输出0 。（4）PXIFG：中断标志寄存器。他的8个标志位标志相应引脚是否有中断请求有待处理。0：无中断请求， 1：有中断请求。其中断标志分别为PXIFG.0PXIFG.7。应该注意的是：PXIFG.0PXIFG.7共用一个中断向量，为多源中断。当任一事件引起的中断进行处理时，PXIFG.0PXIFG.7不会自动复位，必须由软件来判断是对哪一个事件，并将相应的标志复位。另外，外部中断事件的时间必须保持不低于1.5倍的MCLK时间，以保证中断请求被接受，且使相应中断标志位置位。（5）PXIES：中断触发沿选择寄存器。如果允许PX口的某个引脚中断，还需定义该引脚的中断触发方式。0：上升沿触发使相应标志置位，1：下降沿触发相应标志置位。如：MOV.B #07H, &P1IES ;p1低3位下降沿触发中断。（6）PXIE：中断使能寄存器。PX口的每一个引脚都有一位用以控制该引脚是否允许中断。0：禁止中断 ，1：允许中断。MOV.B #0E0H, &P2IE ;P2高3位允许中断。（7）PXSEL：功能选择寄存器。P1,P2两端口还具有其他片内外设功能，将这些功能与芯片外的联系通过复用P1,P2引脚的方式来实现。PXSEL用来选择引脚的I/O端口功能与外围模块功能。0：选择引脚为I/O端口，1：选择引脚为外围模块功能。如：P1SEL|=0