知識(shí)回顧與新課引入

1、知識(shí)回顧與新課引入1、單片機(jī)的組成？各部分功能是？2、單片機(jī)與電子計(jì)算機(jī)的組成有何異同？3、ATmega16的PDIP封裝形式有多少個(gè)引腳？其中I/O占了多少個(gè)引腳？4、單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)時(shí)常用的頭文件有？1I/O接口及應(yīng)用并行接口概述并行接口應(yīng)用舉例位檢測(cè)與位控制位操作實(shí)例2并行接口概述并行輸入工作原理并行輸出工作原理并行輸入/輸出接口工作原理3并行輸入工作原理 并行輸入接口中某一位的簡(jiǎn)化電路如圖4-1所示。引腳的狀態(tài)取決于外電路，緩沖器后的狀態(tài)為引腳狀態(tài)，三態(tài)門(mén)的輸出由RP端控制，當(dāng)RP為0時(shí)，三態(tài)門(mén)的輸出為高阻狀態(tài)，數(shù)據(jù)總線不受引腳影響；當(dāng)RP為1時(shí)，三態(tài)門(mén)的輸出與輸入相同，此時(shí)為讀引腳狀

2、態(tài)。在讀接口時(shí)，RP控制端有效。4并行輸入接口某一位的簡(jiǎn)化接口電路如圖：5并行輸出工作原理并行輸出接口中某一位的簡(jiǎn)化接口電路如圖所示。當(dāng)控制端WP為0（低電平）時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出端Q為上次輸出的值，與輸入端D無(wú)關(guān)，數(shù)據(jù)總線操作不影響輸出。當(dāng)控制端WP為1時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出端Q的值為輸入端D的值，為輸出數(shù)據(jù)狀態(tài)。數(shù)據(jù)輸出到引腳。鎖存器輸出端Q為0時(shí)，輸出為低電平；鎖存器輸出端Q為1時(shí)，輸出高電平。RL控制端為讀取輸出值。6并行輸出接口某一位的簡(jiǎn)化接口電路如圖：7并行輸入/輸出接口工作原理8并行輸入/輸出接口工作原理端口A端口B端口C端口D9端口A端口A特性端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口端口的第二功

3、能10端口A特性 端口A是一個(gè)8位雙向I/O口。端口A包含3個(gè)I/O地址，其中有兩個(gè)寄存器和一個(gè)輸入引腳：數(shù)據(jù)寄存器PORTA、數(shù)據(jù)方向寄存器DDRA、輸入引腳PINA。數(shù)據(jù)寄存器PORTA和數(shù)據(jù)方向寄存器DDRA是可讀可寫(xiě)的，而輸入引腳PINA僅僅可讀不可寫(xiě)。PINA不是一個(gè)寄存器，這個(gè)地址是用來(lái)訪問(wèn)端口A的物理值。當(dāng)讀取PINA時(shí)，讀到的是施加于引腳上的邏輯值。端口A的所有引腳都可以單獨(dú)選擇上拉電阻，并且可吸收20mA的電流，所以可以直接驅(qū)動(dòng)LED指示燈。上拉電阻被激活且引腳被拉低時(shí)，則該引腳會(huì)輸出電流。11端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口 當(dāng)端口A作為通用輸入輸出口時(shí)，它的8個(gè)引腳具有完全相同的

4、功能。數(shù)據(jù)方向寄存器DDRA的各位用于引腳方向的選擇。當(dāng)DDRAn被置1時(shí)，則相應(yīng)的端口A的引腳為輸出引腳；反之，為輸入引腳。12端口的第二功能端口A 的第二功能比較單一，可以作為ADC的模擬輸入端。13端口B端口特性端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口端口的第二功能14端口特性 端口B是一個(gè)8位雙向I/O口。端口B包含3個(gè)I/O地址，其中有兩個(gè)寄存器和一個(gè)輸入引腳：數(shù)據(jù)寄存器PORTB、數(shù)據(jù)方向寄存器DDRB、輸入引腳PINB。數(shù)據(jù)寄存器PORTB和數(shù)據(jù)方向寄存器DDRB是可讀可寫(xiě)的，而輸入引腳PINB僅僅可讀不可寫(xiě)。PINB不是一個(gè)寄存器，這個(gè)地址是用來(lái)訪問(wèn)端口B的物理值。當(dāng)讀取PINB時(shí)，讀到的是施

5、加于引腳上的邏輯值。端口B的所有引腳都可以單獨(dú)選擇上拉電阻，并且可吸收20mA的電流，所以可以直接驅(qū)動(dòng)LED指示燈。上拉電阻被激活且引腳被拉低時(shí)，則該引腳會(huì)輸出電流。15端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口 當(dāng)端口B作為通用輸入輸出口時(shí)，它的8個(gè)引腳具有完全相同的功能。數(shù)據(jù)方向寄存器DDRB的各位用于引腳方向的選擇。當(dāng)DDRBn被置1時(shí)，則相應(yīng)的端口B的引腳為輸出引腳；反之，為輸入引腳。16端口的第二功能引腳第二功能說(shuō)明如下： T0 ：T/C0的外部引腳輸入。 T1 ：T/C1的外部引腳輸入。 AIN0 ：當(dāng)該引腳無(wú)上拉電阻并且被配置為輸入時(shí)，為模擬比較器的正輸入端。 AIN1 ：當(dāng)該引腳無(wú)上拉電阻并且被

6、配置為輸入時(shí)，為模擬比較器的負(fù)輸入端。 MOSI ：SPI的主機(jī)數(shù)據(jù)輸出，從機(jī)數(shù)據(jù)輸入。 MISO ：SPI的主機(jī)數(shù)據(jù)輸入，從機(jī)數(shù)據(jù)輸出。 SCK ：SPI的主機(jī)時(shí)鐘輸出，從機(jī)時(shí)鐘輸入。17端口C端口特性端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口18端口特性 端口C是一個(gè)8位雙向I/O口。端口C包含3個(gè)I/O地址，其中有兩個(gè)寄存器和一個(gè)輸入引腳：數(shù)據(jù)寄存器PORTC、數(shù)據(jù)方向寄存器DDRC、輸入引腳PINC。數(shù)據(jù)寄存器PORTC和數(shù)據(jù)方向寄存器DDRC是可讀可寫(xiě)的，而輸入引腳PINC僅僅可讀不可寫(xiě)。PINC不是一個(gè)寄存器，這個(gè)地址是用來(lái)訪問(wèn)端口A的物理值。當(dāng)讀取PINC時(shí)，讀到的是施加于引腳上的邏輯值。端口C的

7、所有引腳都可以單獨(dú)選擇上拉電阻，并且可吸收20mA的電流，所以可以直接驅(qū)動(dòng)LED指示燈。上拉電阻被激活且引腳被拉低時(shí)，則該引腳會(huì)輸出電流。19端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口 當(dāng)端口C作為通用輸入輸出口時(shí)，它的8個(gè)引腳具有完全相同的功能。數(shù)據(jù)方向寄存器DDRC的各位用于引腳方向的選擇。當(dāng)DDRCn被置1時(shí)，則相應(yīng)的端口C的引腳為輸出引腳；反之，為輸入引腳。20端口D端口特性端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口端口的第二功能21端口特性 端口D是一個(gè)8位雙向I/O口。端口D包含3個(gè)I/O地址，其中有兩個(gè)寄存器和一個(gè)輸入引腳：數(shù)據(jù)寄存器PORTD、數(shù)據(jù)方向寄存器DDRD、輸入引腳PIND。數(shù)據(jù)寄存器PORTD和數(shù)據(jù)方

8、向寄存器DDRD是可讀可寫(xiě)的，而輸入引腳PIND僅僅可讀不可寫(xiě)。PIND不是一個(gè)寄存器，這個(gè)地址是用來(lái)訪問(wèn)端口D的物理值。當(dāng)讀取PIND時(shí)，讀到的是施加于引腳上的邏輯值。端口D的所有引腳都可以單獨(dú)選擇上拉電阻，并且可吸收20mA的電流，所以可以直接驅(qū)動(dòng)LED指示燈。上拉電阻被激活且引腳被拉低時(shí)，則該引腳會(huì)輸出電流。22端口作為通用數(shù)據(jù)I/O口 當(dāng)端口D作為通用輸入輸出口時(shí)，它的8個(gè)引腳具有完全相同的功能。數(shù)據(jù)方向寄存器DDRD的各位用于引腳方向的選擇。當(dāng)DDRDn被置1時(shí)，則相應(yīng)的端口D的引腳為輸出引腳；反之，為輸入引腳。23端口的第二功能 RXD ：UART的數(shù)據(jù)接收引腳。 TXD ：UAR

9、T的數(shù)據(jù)發(fā)送引腳。 INT0 ：外部中斷源0。 INT1 ：外部中斷源1。 OCIB ：比較匹配B的外部輸出。 OCIA ：比較匹配A的外部輸出。 ICP ：輸入捕獲引腳。 OC2：比較匹配的外部輸出。24并行接口應(yīng)用舉例例4.2.1彩燈控制例4.2.2二進(jìn)制數(shù)輸出控制25彩燈控制如圖4-4所示的電路，有8只發(fā)光二極管接在PC口，每只發(fā)光管低電平點(diǎn)亮。如果按圖4-5所示的方式點(diǎn)亮，每次點(diǎn)亮兩只發(fā)光亮，間隔0.2s后，再換成點(diǎn)亮相鄰的兩只，依此類(lèi)推，4次后，再回到第一次，周而復(fù)始，形成彩燈的移動(dòng)。 圖4-4 彩燈控制電路 圖4-5 彩燈點(diǎn)亮示意圖26彩燈控制程序#include #include

10、 void main( ) char i,j ; /* PORTC定義 */PORTC=0 x00 ;DDRC=0X11; while(1) j=0 x11 ; For (i=0; i4 ;i+) PORTC= j ; delay_ms(100) ; j =j 1 ; ;27例4.2.2二進(jìn)制數(shù)輸出控制如圖4-6所示為二進(jìn)制數(shù)輸入、輸出控制的電路原理圖。 圖4-6 并行輸入/輸出應(yīng)用28PC口作為輸入接口使用，每一位接有上拉電阻和開(kāi)關(guān)。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，輸入為高電平，讀取的結(jié)果為1；當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，輸入為低電平，讀取的結(jié)果為0。這樣8個(gè)開(kāi)關(guān)s0s7的狀態(tài)可以組成一個(gè)8位的二進(jìn)制輸入數(shù)。如圖4-7所示

11、，s7、s5、s2、s0斷開(kāi)，s6、s4、s3、s1閉合。 開(kāi)關(guān)： S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 狀態(tài)： 開(kāi) 閉 開(kāi) 閉 閉 開(kāi) 閉 開(kāi) 輸入值：1 0 1 0 0 1 0 1 所以，輸入的二進(jìn)制數(shù)為0 xa5。29PD口作為輸出口使用，每一位與VCC之間接有一個(gè)限流電阻和一個(gè)發(fā)光二級(jí)管。當(dāng)PD口的某位輸出1時(shí)，引腳為高電平，發(fā)光管不亮；當(dāng)PD口的某位輸出0時(shí)，引腳為低電平，發(fā)光管點(diǎn)亮。如果輸出二進(jìn)制數(shù)10100101，結(jié)果如下： 位數(shù)： 7 6 5 4 3 2 1 0 輸出： 1 0 1 0 0 1 0 1 燈： 滅 亮 滅 亮 亮 滅 亮 滅 所以，可以用燈的亮和滅來(lái)表示

12、二進(jìn)制數(shù)。30例如：8個(gè)燈從高位到低位的狀態(tài)為滅滅亮亮亮滅滅滅，則二進(jìn)制數(shù)為11000111。現(xiàn)要求輸入變化時(shí)，輸出顯示輸入的結(jié)果，則程序如下：#include void main( )DDRC= 0 x00 ;PORTC=0 x00 ;DDRD= 0 xff ;while(1) PORTD=PINC ; 31位檢測(cè)與位控制位變量位檢測(cè)位控制位運(yùn)算位測(cè)試32位變量在CVAVR中可以直接定義位變量為全局變量，例如：bit on;也可以在定義時(shí)賦值：bit on=1, off=0;33位檢測(cè) 位檢測(cè)具有位讀取的含義，根據(jù)C語(yǔ)言中賦值語(yǔ)句的含義，等號(hào)右邊的為讀取值。所以等號(hào)右邊出現(xiàn)位變量，就是對(duì)位的

13、檢測(cè)。如果要檢測(cè)某個(gè)輸入引腳的狀態(tài)，可以在賦值語(yǔ)句的右邊使用接口輸入變量的位操作符。 例如讀取C口的第0位到位變量weib1，可以編程如下： bit weib1; weib1=PINC.0;34位控制位控制具有把一個(gè)位變量輸出到某個(gè)引腳的含義。所以位控制時(shí)，賦值語(yǔ)句的左邊為接口輸出變量的位操作符。例如把C口的第0位控制為高電平，可編寫(xiě)程序如下： DDRC=0 xff; PORTC.0=1;35位運(yùn)算位運(yùn)算一般有：置1、清0、取反、與、或、非、異或等運(yùn)算。置1：位變量=1；清0：位變量=0；取反：位變量=！位變量與運(yùn)算：位變量3=位變量1&位變量2或運(yùn)算：位變量3=位變量1|位變量2異或運(yùn)算：位

14、變量3=位變量1位變量2非運(yùn)算：位變量2=！位變量136位測(cè)試在很多應(yīng)用中需要知道一個(gè)變量的狀態(tài)。例如某一運(yùn)算為：如果字符變量AA的第二位為0時(shí)，變量BB清0；AA的第二位為1時(shí)，BB加10。這個(gè)運(yùn)算要測(cè)試變量AA的第二位?！鞍次慌c”運(yùn)算規(guī)則，某位與1“與”，本位不變，與0“與”，本位變0。所以使測(cè)試位不變，其它位變0。如果被測(cè)試位是0，則整個(gè)運(yùn)算結(jié)果是0；如被測(cè)試位為1，則整個(gè)結(jié)果為非0。通過(guò)判斷結(jié)果是否為非0，就能測(cè)試需要的位。對(duì)上例可以用下面的程序?qū)崿F(xiàn)： if(AA&0b00000100) BB=BB+10;else BB=0;37位操作應(yīng)用實(shí)例例43按鍵處理例44加減計(jì)數(shù)例45方波輸出

15、38例43按鍵處理如圖4-7所示的電路圖，PC3口的按鍵每按一次，PD3口的發(fā)光管的狀態(tài)改變一次。圖4-7 鍵控指示燈電路39按鍵不按下時(shí)，PC3為高電平；按下時(shí)，為低電平。閉合與斷開(kāi)的瞬間伴有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間一般為510ms。40按鍵抖動(dòng)影響的消除：每隔20ms檢測(cè)一次按鍵的狀態(tài)。檢查是否按了一次鍵，可以檢查高電平到低電平的變化，或低電平到高電平的變化。41下列程序段實(shí)現(xiàn)例4-3的功能。bit j ;main()DDRD=0 xff;DDRC=0 x00;j=PINC.3;while(1)j=PINC.3;delay_ms(20);if(PINC.3=0) &(j=1) PORTD.3

16、=! PORTD.3;42例44加減計(jì)數(shù)如圖4-9所示的電路圖，PD口的8個(gè)發(fā)光管顯示一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，j04按鍵每按一次，PD口顯示的二進(jìn)制數(shù)加1，j05按鍵每按一次，PD口顯示的二進(jìn)制數(shù)減1。 圖4-9 鍵控計(jì)數(shù)電路 43下列程序段實(shí)現(xiàn)例4-4的功能。#include #include bit p1,p2;void main( ) PORTC=0 xfe ;DDRC=0 x0f ;PORTD=0 xff ;DDRD=0 xff ;while(1) p1= PINC.4; p2= PINC.5; delay_ms(20); if( (PINC.4=0)&(p1=1) PORTD-; if( (PINC.5=0)&(p2=1) PORTD+;44例45方波輸出 如圖4-1