《ICIO端口A》PPT课件

MCLRRAOSC1RBPIC16F877RCOSC2RDVGNDRE,6,8,8,8,3,5个端口33个I/O位,I/O端口,PIC16F877输入/输出端口由RA、RB、RC、RD、RD和RE共5个端口，5个端口由33个I/O位组成，这33个I/O位根据其内部结构的不同，可通过软件编程使其分时工作在多种工作方式中的某一种工作方式，即每一个I/O位均具有多重功能。,RA2/AN2/VREF-,注意:I/O的驱动能力为：每一个I/O位可输出电流为2025mA每个端口总的驱动电流为6070mA5个端口总的驱动电流为200mA,P143（第3版）2。端口驱动能力+4行PIC单片机端口引脚可以直接驱动小型继电器等，！,一PORTA端口和PORTA有关的寄存器1PORTA可实现的功能6个I/O位ADC模拟信号输入/ADC参考电压输入TMR0外部时钟输入SSP从动选择（串行通信）,PORTA端口功能说明I/O位输入输出RA0/AN0TTLCMOS驱动RA1/AN1TTLCMOS驱动RA2/AN2/VREF-TTLCMOS驱动RA3/AN3/VREF+TTLCMOS驱动RA4/TOCKI输入ST（施密特触发器）输出OCCMOS驱动RA5/SS#/AN4TTLCMOS驱动,RA5RA0输入/输出。RA5RA0的工作方式必须通过对TRISA方向寄存器的设置。TRISA对应的位设置为“0”，则对应位工作为输出（输出的是输出数据锁存器中的状态）TRISA对应的位设置为“1”，则对应位工作为输入ADC模拟信号输入；RA0/AN0、RA1/AN1、RA2/AN2、RA3/AN3和RA5/AN4ADC基准参考电压:RA2/VREF-、RA3/VREF+SPI通信从机选择控制：RA5/SS#,RA5、RA3RA0I/O电路结构,DQCKQ,DQCKQ,+,R=87190。静电放电及危害防护刘尚合等北京邮电大学出版社P129人体电阻的大小在5001K之间变化，并于人体产生的放电部位有关。手指尖放电R为10K；手掌放电时，人体R为1K；若用手握住金属体，R为500。若放电发生在较大的金属体上，列如椅子，手推车，人体电阻可以减小到50。电子系统中噪声的抑制与衰减技术王培清译电子出版社P237通常情况下，用15010Pf电容器模拟人体电容，330的放电电阻模拟人体电阻电磁兼容原理及应用郭银景清华出版社P91人体电阻一般在100500之间，视人体具体情况而变化系统可靠性分析与设计李海泉科学出版社P297,注意：PORTA端口寄存器在体1（05H）中。TRISA方向寄存器在体2（85H）中。设置各端口的输入/输出方式时，必须注意体的选择。,二PORTB端口和PORTB有关的寄存器1PORTB可实现的功能8个I/O位一个外部中断输入在线编程或电平变化中断PORTB端口功能说明I/O位缓冲器类型功能描述RB0/INTTTL/STI/O或中断输入，编程弱上拉RB1/RB2/RB4/RB5TTLI/O或电平变化中断，编程弱上拉RB3/PGMTTLI/O或编程控制引脚，编程弱上拉RB6/PGCTTL/STI/O或电平变化中断，编程弱上拉RB7/PGDTTL/ST,I/O或电平变化中断，编程弱上拉,PGM：单片机程序存储器编程低电压引脚PGC：单片机程序存储器编程时钟PGD：单片机程序存储器编程数据,RB7RB0：输入/输出。RB7RB0工作为输入/输出的状态，必须通过对方向寄存器TRISB的设置。若TRISB对应位设置为“0”，则对应位工作为输出（输出为输出数据锁存器中的状态）；若TRISB对应位设置为“1”，则对应位工作为输入。RB3/PGM：I/O、编程电压RB6/PGC：I/O、编程时钟RB7/PGD：I/O、编程数据RB7RB4,RB1/RB2：I/O、电平变化中断RB0/INT：I/O、外部中断输入,DQCK,DQCKQ,QDEN,VDD,DATABUS,WRPORT,WRTRIS,RDPORT,RB0/INT,RDTRIS,U1,U2,U3,I/O位,方向寄存器,输入数据锁存器,输出数据锁存器,PORTBRB3RB0I/O电路结构,RBPU,施密特触发器,TTLinputBuffer,弱上拉,（弱上拉允许位）,U2-Q=1输出U2-Q=0输入,&,例：初始化PORTB端口BCFSATAUS，RP0；设置RP0为“0”，选择体0CLRFPORTB；在设置TRSIB前对数据锁；存器进行初始化BSFSATAUS，RP0；设置RP0为“1”，选择体1MOVLW3CH；设置PORTB中各I/O位的；输入/输出00111100BMOVWFTRSIB；设置RB7、RB6、RB1和；RB0输出，设置RB4RB2；为输入,弱上拉是由RBPU对其进行的控制，RBPU=0允许、RBPU=1禁止；弱上拉可理解为是一个大电阻,DQCK,DQCKQ,QDEN,VDD,DATABUS,WRPORT,WRTRIS,RDPORT,RDTRIS,U1,U2,U3,I/O位,方向寄存器,输入数据锁存器,输出数据锁存器,3。PORTBRB7RB4I/O电路结构,RBPU,施密特触发器,TTLinputBuffer,弱上拉,RB7RB4接口的内部电路比RB3RB0接口电路多一个状态锁存器。当对RB7RB4分别执行位读操作时，当前从RB7RB4输入的逻辑状态被分别锁存在各自的状态锁存器中。当RB7RB4工作在输入方式时，若RB7RB4输入的逻辑电平和状态锁存器中所锁存的状态不同时就将RBIF中断标志置“1”。即将RB7RB4当前t1输入的状态，与t0时读入锁存在内部状态锁存器中的状态进行比较（图中A点和B点处的电压进行逻辑“异或”），若t1输入的状态和t0时锁存的状态不相等，通过“异或”电路就将中断标志位RBIF置“1”，若中断允许位RBIE为“1”，此时便向CPU申请状态变化中断或将CPU从休眠中唤醒。,QDU4EN,异或,：,RDPORT,Q3,Q1,RB7：RB6串行编程模式,设置RBIF,状态锁存器,A,B,电平变化中断,Q1,Q2,Q3,Q4,PC-1,PC,PC+1,004H,时钟,INTIF标志,GIE,CPU检测到RB7RB4=1的下一个周期的Q2将GIE置“0”,Q1,Q2,RB7RB4,PC+1,只要“异或”电路输出为“1”，RBIF即为“1”。在中断服务程序中可用下述两种方法将RBIF置为“0”：。在中断服务程序中对PORTB执行一次读操作（此时PORTB输入端的状态未变化），即执行读操作时，由于A点和B点处的逻辑相同，通过“异或”电路后输出使RBIF为“0”。在中断服务程序中通过对INTCON中的RBIF位执行置“0”操作。,利用PORTB输入的电压变化中断和软件控制的弱上拉功能，可以非常方便地与一个键盘连接，可利用按下的键将CPU从休眠状态中唤醒。这个特点特别适用于用电池供电的设备，如遥控器、计算器等。即CPU平常工作在低功耗的休眠状态，一旦有键按下，CPU即可被唤醒，实现了低功耗的工作方式。,例：RB0/INT中断初始化BSFSATAUS，RP0；设置RP0为“1”，选择体1。；或BANKSELTRSIBBSFTRISB，0；设置RB0为输入BCFOPTION_REG，INTEDG；选择下降沿触发中断BCFOPTION_REG，RBPU；允许弱上拉CLRFINTCON；INTCON全部置“0”BSFINTCON，INTE；设置RB0/INT中断允许位为“1”BSFINTCON，GIE；将全局中断允许位设置为“1”。；当RB0/INT输入为下降边沿触发；中断，或将CPU从休眠中唤醒。OPTION_REG寄存器在数据存储器中的地址是81H,INTCON寄存器在数据存储器中的地址是0BH、8BH、10BH、18BH,例PORTB口“电平变化中断”初始化子程序PORTBINTBSFINTCON，RBIE；电平变化中断允许BANKSELOPTION_REGBCFOPTION_REG，7；弱上拉有效，RBPU=0BCFTRISB，1BCFTRISB，2BSFTRISB，4BSFTRISB，5；设置与键盘有关的各口的输入输出方式BANKSELPORTBMOVFPORTB，W；读PORTB口bit4、bit5的初值(为高电平)，；为“电平变化中断”的产生创造初始条件；（电平由高到低时产生中断）BSFINTCON，GIE；总中断允许RETURN,RB5,RB4,RB2,RB1,V,利用“电平变化中断”，在中断服务程序中要逐行逐列地扫描，即通过RB1和RB2分别输出低电平，这样有键按下，RB4和RB5就由高电平变成低电平产生电平变化中断。,上升沿产生中断,下降沿引起假中断,T,当脉冲T时间比中断服务程序执行的时间小时：进入中断服务程序即执行读RBX。,窄脉冲上升沿中断处理,若进入中断服务程序就执行读RBX操作，则即将RBIF置“0”，这样在执行中断服务程序时，若发生由高电平变低电平，此时又将RBIF置“1”，当中断服务程序执行完返回主程序时，便产生了错误的中断。,MOVFPORTB,1,中断服务程序执行完，在返回主程序时执行读RBX，这样就避免了下降沿所产生的错误中断。,DQCK,DQCKQ,QDEN,VDD,DATABUS,WRPORT,WRTRIS,RDPORT,RDTRIS,U1,U2,U3,I/O位,方向寄存器,输入数据锁存器,输出数据锁存器,3。PORTBRB7RB4I/O电路结构,RBPU,施密特触发器,TTLinputBuffer,弱上拉,QDU4EN,异或,：,RDPORT,Q3,Q1,RB7：RB6串行编程模式,设置RBIF,状态锁存器,A,B,电平变化中断,此时U3和U4均为低电平,中断服务程序,上升沿产生中断,下降沿引起假中断,中断服务程序执行结束读RBX,假中断产生的中断服务程序,中断服务程序执行时间,中断服务程序,主程序,宽脉冲上升沿中断处理,解决的办法是，进入中断服务程序后必须读端口的电平状态，若为高电平就执行中断服务程序，否则返回主程序。,INT_SER:；保护现场BTFSSINTCON，RBIEGOTOOTHER-INTBTFSSINTCON，RBIF；是RB中断？是间跳GOTOOTHER_INT；否，执行其他中断BTFSSPORTB,RBX；是上升沿中断，RBX为“1”间跳执行中断服；务程序GOTOCLR_RBIF；RBX不是“1”，置RBIF为“0”CLR_RBIF；MOVFPORTB,1；读RB端口BCFINTCON,RBIF；置RBIF为“0”GOTOINT_RET；处理完毕返回OTHER_INT；其他中断:INT_RET:；恢复现场RETFIE；中断返回,中断服务程序,；执行由RBx产生的中断服务程序,4PORTB相关的寄存器地址寄存器名D7D6D5D4D3D2D1D006H、106HPORTB86H、186HTRISB0输出1输入81H、181HOPTIONRBUFPORTB端口寄存器在体1（06H）和体3（106H）中。TRISB方向寄存器在体2（86H）和体4（186H）中。RBUF=0允许上拉、RBUF=1禁止上拉因此在设置各端口的输入/输出方式时，必须注意体的选择。,三PORTC端口和PORTC有关的寄存器1PORTC可实现的功能8个I/O位定时器1振荡器输入/输出，定时器1时钟输入捕捉器1/2输入；比较器1/2输出；PWM1/2输出SPI、I2C时钟信号SPI、I2C数据同步串行口数据输出异步收/发数据同步时钟/数据,RC7RC0：输入/输出。RC7RC0输出必须将方向寄存器TRISC所对应的位设置为0（输出为输出数据锁存器中的状态）；TRISC所对应的位设置为“1”，则对应位工作为输入。RC0/T1OSO/T1CKI：I/O；TMER1振荡器输出；TMER1时钟输入RC1/T1OSI/CCP2：I/O；TMER1振荡器输入；捕捉器2/比较器2输出/PWM2输出RC2/CCP1：I/O；捕捉器1/比较器1输出/PWM1输出RC3/SCK/SCL；I/O；SPI/I2C时钟输入RC4/SDI/SDA：I/O；SPI同步串行数据输入、I2C数据RC5/SDO：I/O；同步串行数据输出RC6/TX/CK：I/O；异步发送数据；同步时钟RC7/RX/DT；I/O；异步接收数据；同步数据,DQCK,DQCKQ,QDEN,VDD,DATABUS,WRPORT,WRTRIS,RDPORT,RDTRIS,U1,U2,U3,I/O位,方向寄存器,输入数据锁存器,输出数据锁存器,2。RC7RC5、RC2RC0I/O电路结构,外围数据输出,施密特触发器,当PORTC作为I/O使用时，其输入/输出的工作方式，由对方向寄存器TRISC的设置来确定，“0”为输出；“1”为输入。当PORTC作为其它外围的功能模块时，由I/O电路图知，当外围模块工作时，由外围模块输出的有效的选择OE信号，使外围模块的数据直接通过MUX而不通过数据输出锁存器，因此不需要通过对TRISC寄存器的设置来确定各I/O引脚的输入/输出的工作方式。而由外围模块的工作方式确定各I/O位输入/输出的工作方式。因此当PORTC作为外围模块使用时，应仅可能的避免对TRISC的读/写操作，对TRISC的设置要根据各外围模块的功能来确定。,端口数据/外围设备数据选择OE,0,1,+,&,+,外围设备输出OE允许,外围设备输入,P,N,Q,例：当RC0和RC1作为TMER1的时钟输入时，此时不论TRISC1：0是什么状态（“0”，“1”），RC0和RC1都工作在输入方式。,RC0/T1OSO/T1CKI,RC1/CCP2/T1OSI,T1OSCEN,T1OSC,3RC4、RC3I/O电路结构RC4、RC3I/O电路结构是在RC7RC5、RC2RC0I/O电路结构基本上，为扩大对外围输入信号的兼容，通过对同步串行状态寄存器D6位CKE的设置，增加一个SMBUS电平的信号。CKE为“1”选择输入的是SMBUS电平的信号；CKE为“0”选择输入的是符合CMOS电平的信号。同样RC4和RC3当用于外围模块实现I2C通信时，TRISC4：3必须设置为“1”，即RC4、RC3工作在输入状态。,DQCK,DQCKQ,QDEN,VDD,DATABUS,WRPORT,WRTRIS,RDPORT,RDTRIS,U1,U2,U3,I/O位,方向寄存器,输入数据锁存器,输出数据锁存器,3。RC4、RC3I/O电路结构,外围数据输出,施密特触发器,RC4、RC3I/O电路结构是在RC7RC5、RC2RC0I/O电路结构基本上，为扩大对外围输入信号的兼容，通过对同步串行状态寄存器D6位CKE的设置(P261)，当CKE为“1”，选择输入的是SMBUS电平的信号；当CKE为“0”，选择输入的是符合CMOS电平的信号。当RC4和RC3用于I2C通信时，TRISC4:3必须设置为“1”，将SDA和SCL设置为输入。SMBUS（systemManagementBUS）详见I2C总线,端口数据/外围设备数据选择,0,1,外围设备输出允许,外围设备输入,0,1,CKESSPSTAT（6）,SMBUS,P,N,SMBUS是两线双向同步串行总线，他首先由INTEL提出，与I2总线兼容，I2是PHILIP提出。,4PORTC相关的寄存器地址寄存器名D7D6D5D4D3D2D1D007HPPORTC87HTRISC0输出1输入PORTC初始化BCFSTATUS，RP0；选择体0CLRFPORTC；置输出锁存器为“0”BSFSTATUS，RP0；选择体1MOVLW0CFH；设置PORTCI/O位的输入/输出MOVWFTRISC；设置RC30、7：6输入，；RC5：4输出,例：输入/输出的分时使用RC4工作在输出时：输出“1”使LED导通，输出“0”使LED截止。RC4工作在输入时：当无K1未按下时，输入为高电平；当K1按下时，输入为低电平。R3为限流电阻，当RC4工作在输出时，即使K1闭合，只要RC4输出为“1”，此时LED始终导通。下面程序所实现的功能是当K1闭合时，LED导通。RC4_0BANKSELTRISC；选TRISC所在体BSFTRISC，4；设置RC4为输入NOPBANKSELPORTC；选PORTC所在体，体“0”BTFSCPORTC，4；RC4为“0”间跳，K闭合GOTORC4_1；K1未闭合BANKSELTRISC；选体“1”BCFTRISC，4；RC4为“0”，设置RC4为输出BANKSELPORTCBSCPORTC，4；RC4输出为“1”CALLDELAY；LED导通BCFPORTC，4；RC4输出为“0”，LED截止GOTORC4_0RC4_1BANKSELTRISC；选体“1”BCFTRISC，4；设置RC4为输出BANKSELPOTRCBCFPORTC，4；RC4输出为“0”GOTORC4_0,RC4,5V,R3,K1,四PORTD端口和PORTD有关的寄存器,1PORTD可实现的功能8个I/O位，TRISD的位状态确定PORTD输入/输出的工作方式。通过对TRISE寄存器D4位PSPMODE的设置，PORTD可同8位CPU的数据线连接。PORTD端口功能说明I/O位缓冲器功能RD0/PSP0ST/TTLI/O；D0RD1/PSP1ST/TTLI/O；D1RD2/PSP2ST/TTLI/O；D2RD3/PSP3ST/TTLI/O；D3RD4/PSP4ST/TTLI/O；D4RD5/PSP5ST/TTLI/O；D5RD6/PSP6ST/TTLI/O；D6RD7/PSP7ST/TTLI/O；D7S/T表示PORTD作为I/O输入时，为施密特触发器；TTL表示PORTD作为并行从动端口时，为TTL输入。,DQCK,DQCKQ,QDEN,DATABUS,WRPORT,WRTRIS,RDPORT,RDTRIS,U1,U2,U3,I/O位,方向寄存器,输入数据锁存器,输出数据锁存器,2。PORTDI/O电路结构,施密特触发器,PORTD既可作为I/O位，也可作为8位数据线，同PORTE产生的RD、WR和CS信号组合，可用于8位I/O的并行接口。,3PORTD相关的寄存器地址寄存器名D7D6D5D4D3D2D1D008HPPORTDRD7RD6RD5RD4RD3RD2RD1RD088HTRISD“0”对应I/O位输出“1”对应I/O位输入89HTRISED4位：PSPMODE（“0”常规I/O，“1”并行）,五PORTE端口和PORTE有关的寄存器1PORTE可实现的功能3个I/O位，由TRISE寄存器确定PORTE的输入/输出。RD、WR、CS信号的模拟输入，提供PORTD同8位CPU连接所需的读/写和选择信号。PORTE端口功能说明I/O位缓冲器功能RE0/RD#/AN5ST/TTL数字I/O；ADC第5路模拟信号的输入端；模拟接收8位CPU输出的RD#信号RE1/WR#/AN6ST/TTL数字I/O；ADC第6路模拟信号的输入端；模拟接收8位CPU输出的WR#信号RE2/CS#/AN7ST/TTL数字I/O；ADC第7路模拟信号的输入端；模拟接收8位CPU系统输出的CS#信号注：输入缓冲器在I/O模式下为施密特触发器；在并行从动模式下为TTL缓冲器。,DQCK,DQCKQ,QDEN,DATABUS,WRPORT,WRTRIS,RDPORT,RDTRIS,U1,U2,U3,I/O位,方向寄存器,输入数据锁存器,输出数据锁存器,2。PORTEI/O电路结构,施密特触发器,PORTE既可作为I/O位，也可作为RD、WR和CS信号，同PORTD产生的8位数据线组合后，可用于8位I/O的并行接口。,3.同PORTE相关的寄存器09HPORTERE2RE1RE089HTRISEIBFOBFIBOVPSPMODE0输出1输入9FHADCON1PCFG3PCFG2PCFG1PCFG0当RE2、RE1和RE0作为RD#、WR#和CS#信号使用时，TRISE寄存器的D2、D1和D0位，应分别设置为“1”输入。当RE2、RE1和RE0作为AN7、AN6和AN5信号使用时，TRISE寄存器的D2、D1和D0位，应分别设置为“1”输入。IBF输入缓冲器满状态位：“1”输入缓冲区已接收到数据，等待CPU读取。“0”输入缓冲区未接收到数据。OBF输出缓冲区满状态位：“1”输出缓冲区先前写入的数据未读取。“0”输出缓冲区中的数据已读取。IBOV输入缓冲区溢出标志位：“1”输入缓冲区中接收到的数据未读时，又发生写操作（用软件置“0”）。“0”无溢出。PSPMODE并行从动端口模式选择位：“1”并行从动端口模式“0”常规I/O模式PCFG2PCFG0（ADCON1）主要是设置PORTE为数字输入/输出（I/O，RD#、WR#和CS#），或确定ADC输入模拟信号的通道。,六。并行从属端口,由上述讨论知，PORTD和PORTE除具有双向的I/O功能外，当TRISE方向寄存器中的D4位PSPMODE设置为“1”时，还可作为8位并行从属端口（微处理器端口方式）直接同CPU外围的8位数据总线连接。即外部CPU将PORTD视为8位数据锁存器（输入/输出锁存器），在PORTE的RE2（RD#）、RE1（WR#）和RE0（CS#）的控制下，对其执行读/写操作。,1。并行从属PORTD和PORTE的结构,Databus,D,Q,CK,D,Q,EN,WRPort,+,&,&,RDPort,设置中断标志,PSPIF（PIR1）,I/O,RDRE0,CSRE2,WRRE1,PORTD1位,从属（Slave）表示PIC在数据传输过程中，RD#、WR#和CS#信号均由外部CPU产生。即当RD#和CS#信号有效时，此时外部CPU所读的不是PICPORTD引脚上的状态，而是PORTD内部输出锁存器中的内容。当WR#和CS#信号有效时，此时外部CPU不是将数据送到PICPORTD的引脚上，而是写入PORTD内部的输入锁存器中。由于PORTD输入/输出的数据是由外围CPU输出的RD#和WR#信号确定，因此不需对TRISD寄存器进