第5章 S12輸入輸出口

第5章S12并行輸入/輸出接口5.1I/O端口功能簡介

I/O端口：即輸入/輸出端口，是MCU與外界進(jìn)行交互的重要通道，實(shí)現(xiàn)各種接口。5.1.1I/O端口簡介MC9SDG128有豐富的I/O引腳，多功能、多復(fù)用A口、B口、E口、K口：（擴(kuò)展方式時(shí)，可作總線）PORTA(0~7)PORTB(0~7)PORTE(0~7)PORTK(0~5)H口、J口、M口、S口、P口、T口：（復(fù)合功能，優(yōu)先權(quán)左右遞減

）PORTH---SPI/GPIOPORTJ---CAN/I2C/GPIOPORTM---CAN/BDLC/GPIOPORTS---SCI/SPI/GPIOPORTP---PWM/SPI/GPIOPORTT---ECT/GPIO

注：GPIO=通用并行輸入/輸出MCU重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇5.1.I/O端口功能通過設(shè)置相應(yīng)寄存器，實(shí)現(xiàn)以下功能：DDR寄存器---數(shù)據(jù)方向，定義是輸入還是輸出；I/O寄存器---數(shù)據(jù)寄存器，定義輸出電平的高低；PORTA、PORTB、PTS、PTH…；RDR寄存器---定義驅(qū)動能力；PER寄存器---當(dāng)I/O口作為輸入口時(shí)，定義是否使能內(nèi)部上拉或下拉；PIE寄存器---禁止、允許端口中斷；PPS寄存器--上下拉選擇：

1、PER有效時(shí)，選擇上拉還是下拉

2、端口中斷允許時(shí)，選擇上升沿還是下降沿觸發(fā)輸入電路框圖重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇5.2I/O端口設(shè)置

1.A口、B口、E口、K口數(shù)據(jù)方向寄存器DDRA、DDRB、DDRE、DDRK

某位：0---輸入，1---輸出

數(shù)據(jù)寄存器PORTA、PORTB、PORTE、PORTK

讀時(shí)：各位得到外部引腳的邏輯電平；（數(shù)據(jù)方向?yàn)檩斎霑r(shí)）寫時(shí)：各位數(shù)據(jù)鎖存，并更新外部引腳的邏輯電平；

上拉控制寄存器PUCR(8位同時(shí)上拉或無拉電阻）

4口共用，PUPAE、PUPBE、PUPEE、PUPKE位為1使上拉；0無

降功率驅(qū)動控制寄存器RDRIV（8位同時(shí)全功率或降功率）

4口共用，RDPA、RDPB、RDPE、RDPK位為使輸出降功率；0不降Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0PUPKE\\PUPEE\\PUPBEPUPAEBit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0RDPK\\RDPE\\RDPBRDPA重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇2.H、M、P、S、T口DDRx:數(shù)據(jù)方向寄存器

LDAA%11110000STDADDRH；高輸出；低輸入。PTx:I/O寄存器

STDAPTHLDAAPTH；高4位輸出鎖存數(shù)據(jù)；低4位引腳邏輯PTIx

輸入寄存器（只讀寄存器）

DDRx=0，反映輸入引腳電平高低；

DDRx=1，反映引腳超載或短路，1：異常，0：正常；

LDAAPTIH;RDRx

低功耗驅(qū)動寄存器

0：正常輸出；1：正常的1/6LDAA#$F0;STAARDRSPERx

上下拉使能寄存器（是否允許上下拉功能使用）

0：禁止上拉或下拉；1：允許選擇上拉或下拉電阻；

LDAA#%10101010;STAARDRS

重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇條件：P、J、H(有中斷功能端口）且中斷使能。

=1：滿足上下拉使能且輸入前提下，定義引腳為下拉，上升沿引發(fā)中斷；

=0：滿足上下拉使能且輸入前提下，定義引腳為上拉，下降沿引發(fā)中斷；

PPSx

上下拉選擇寄存器(選擇具體是上拉還是下拉)列：LDAA#$00STAADDRP;P口輸入LDAA#$FFSTAAPERP；P口上下拉使能LDAA#$0FSTAAPIEP；P口低4位中斷使能LADA#$0FSTAAPPSP；高4位上拉，無中斷；；低位下拉，上升沿引發(fā)中斷；條件：引腳定義為輸入并且上下拉使能(PERx)；

0：上拉；1：下拉

重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇3.其它I/OAD口：作為A/D轉(zhuǎn)換模塊的模擬量輸入口和外界觸發(fā)脈沖的輸入口,也可以做為普通輸入口，PORTAD0,PORTAD1注：各寄存器，復(fù)位默認(rèn)值：00000000B；各口的數(shù)據(jù)方向?yàn)檩斎霑r(shí)，內(nèi)部上、下拉才可設(shè)置有效；各口的數(shù)據(jù)方向?yàn)檩敵鰰r(shí)，內(nèi)部上、下拉被禁止；各寄存器的均有實(shí)際存儲地址，但編程時(shí)使用寄存器名字即可PORTADx僅能輸入，沒有數(shù)據(jù)方向寄存器。作通用I/O口時(shí)與前述類似，作其它功能略過。重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇5.3人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)

MCU與外設(shè)如何連接---接口，解決信息傳遞、控制交互…

輸入設(shè)備---如按鍵、開關(guān)，鍵盤等；輸出設(shè)備---如LED燈、蜂鳴器、LED數(shù)碼管、LCD顯示屏等；基本原則：由外設(shè)確定硬件接口+軟件配合。【例】點(diǎn)亮LED燈，并使蜂鳴器發(fā)聲。;**************************ORG$1000main:START:LDAA#$FFSTAADDRB;設(shè)置LDAA#$FESTAAPORTB;輸出BRA*

重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇5.3.1獨(dú)立式按鍵接口

前圖中撥位開關(guān)換為按鍵即可；程序也同前。硬件---開關(guān)輸入低有效，上拉，S12可直接用內(nèi)部上拉軟件---查詢式，逐位檢測每個I/O引腳狀態(tài)；獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu)--檢測簡單；占用I/O引腳多。按鍵數(shù)目較少時(shí)用5.3.2按鍵去抖動

抖動問題：按鍵在按下或抬起時(shí)，由于機(jī)械彈性的影響，通常所按的鍵在閉合位置和斷開位置之間抖動幾下才穩(wěn)定下來。抖動持續(xù)的時(shí)間因操作者和按鍵特性而異，一般為5～10ms。去抖動：克服檢測誤判硬件方法---按鍵后端加雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器軟件方法---檢測到有鍵按下時(shí)，延時(shí)10~20ms左右再檢測，若該鍵保持在按下狀態(tài)，則確定為按鍵按下；松按檢測同理。注：通常使用軟件去抖動鍵盤的其它問題還有：一鍵多能、多鍵同按……重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇;*按鍵檢查子程序：無鍵輸入直接退出，有鍵輸入時(shí)等松手后退出;*出口參數(shù)：Key_numb＝按鍵號，0無鍵，1－4鍵號

Test_key: PSHA;獨(dú)立式按鍵MOVB#0,Key_Numb

LDAAPORTA ORAA#$F0;屏蔽高4位影響 COMA

BEQTest_key_RTS;無鍵輸入，直接退出JSRDELAY_20MS

LDAAPORTA;;;Test_key_NEXT:INCKey_Numb LSRA

;查鍵號,條件控制循環(huán) BNETest_key_NEXTTest_key_LP1:

LDAAPORTA;判松手 ORAA#$F0 COMA

BNETest_key_LP1；未松手則繼續(xù)JSRDELAY_20MSTest_key_RTS:PULARTS重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇

補(bǔ)充：多分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì);根據(jù)鍵號執(zhí)行相應(yīng)子程序。KeyMain:JSRKey16LDAAKey_Numb

LSLA;A=A*2（分支編號）LDX#Jmp_TableLDYA,XJMPYJmp_Table:FDBKey0Sub FDBKey1Sub….FDBKey16SubKey0Sub:RTS;無鍵輸入Key1Sub:…………RTSKey16Sub:…………RTS重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇5.3.3矩陣式鍵盤接口

也叫行列式鍵盤，行、列交叉處跨接按鍵；2x8,4x4,4x8,8x8等按鍵響應(yīng)方式：主程序循環(huán)查詢、中斷后檢測按鍵檢測方法：(1)行掃描法右圖，原理：1、全掃描各行送“0”，查是否有鍵按下2、逐行掃描逐行送“0”，確定哪行、哪列鍵按下(2)行反轉(zhuǎn)法

重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇鍵值計(jì)算方法（以符號“1”為例）輸出輸入76543210PTA口01110111鍵值=$EE123A456B7*809#CD重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇鍵值計(jì)算方法（以符號“8”為例）輸出輸入76543210PTA口10111101鍵值=$DB123A456B7*809#CD問題：如果輸入是A口低4位，輸出高4位鍵值是$BD重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇鍵值計(jì)算按前圖的接法可以得出鍵值表，如右。鍵值可以通過掃描法獲得，由鍵值通過查表法編程得到真正定義值。（即書例5-6）行掃描法匯編程序

1EE2DE3BEA7E4ED5DD6BDB7D7EB8DB9BBC7B

*E70D7#B7D77定義值鍵值112233A4455667B879810911C12

*13014#15D16定義值鍵值重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇;讀鍵盤口：入口:B=輸出行號;出口：A=列值及相關(guān)標(biāo)志位;DDRA=$F0，PA0~PA3輸入（列）；PA4~PA7輸出（行）；；條件A內(nèi)部上拉電阻，按鍵有效時(shí)為“0”InKeyPort:STABPORTALDAAPORTAORAA#$F0；高4位無用，屏蔽COMA；高4位始終為$0RTS程序分析：

B=0時(shí)，4行A口輸出4個低電平，如果有按鍵，則A口輸入端必定有一個以上0返回，判斷有無鍵按下；如果無鍵按下，A返回時(shí)零當(dāng)B=7,3,1，0時(shí)，可以分別測試1，2，3，4行是否有建按下；取反指令使得有鍵按下時(shí)A寄存器位非零；重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇;讀鍵盤口：入口:B=輸出行號;出口：A=列值及相關(guān)標(biāo)志位;DDRA=$F0InKeyPort:STABPORTALDAAPORTAORAA#$F0COMARTS;非編碼鍵盤：無鍵輸入退出。;出口參數(shù)：Key_numb＝0無鍵，1－16鍵號Key16:PSHDMOVB#0,Key_NumbCLRB;測試所有4行BSRInKeyPort；判斷有無鍵 BEQKey16_RTS;無鍵退出JSRDELAY_20MS

LDAB#$7F；開始逐行掃描K16NL:BSRInKeyPortBNEKey16_LP1

LDAAKey_NumbADDA#4；加一行STAAKey_NumbLSRB；下一行CMPB#$07;容錯處理BNEK16NLMOVB#0,Key_NumbBRAKey16_RTSKey16_LP1:INCKey_NumbLSRABNEKey16_LP1Key16_LP2:

CLRB；對所有行BSRInKeyPortBNEKey16_LP2JSRDELAY_20MSKey16_RTS:PULDRTS程序功能：是否有鍵按下是什么鍵好鍵釋放否重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇;*按鍵檢查子程序：無鍵輸入直接退出，有鍵輸入時(shí)等松手后退出;*出口參數(shù)：Key_numb＝按鍵號，0無鍵，1－4鍵號

Test_key: PSHA;獨(dú)立式按鍵MOVB#0,Key_Numb

LDAAPORTA ORAA#$F0;屏蔽高4位影響 COMA

BEQTest_key_RTS;無鍵輸入，直接退出JSRDELAY_20MS

LDAAPORTA;;;Test_key_NEXT:INCKey_Numb LSRA

;查鍵號,條件控制循環(huán) BNETest_key_NEXTTest_key_LP1:

LDAAPORTA;判松手 ORAA#$F0 COMA

BNETest_key_LP1；未松手則繼續(xù)JSRDELAY_20MSTest_key_RTS:PULARTS重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇6.4人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)6.4.1LED數(shù)碼管的工作原理結(jié)構(gòu)

7段，8個發(fā)光二極管（字段），組合顯示出數(shù)字、字符分：共陰極（給1，段亮）；共陽極（給0，段亮）提供段驅(qū)動電流，并加適當(dāng)限流電阻

字形編碼見表6-1譯碼分類軟件譯碼(查表)硬件譯碼(專用芯片)

掃描分類靜態(tài)掃描動態(tài)掃描(a)外形結(jié)構(gòu)與引腳(b)共陰極(C)共陽極重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇6.4.2數(shù)碼管編程實(shí)例

掃描法LED顯示編程原理

位選線掃描法：CS0～CS3中只有一個為0。重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇6.4.3LED數(shù)碼管顯示匯編程序設(shè)計(jì)DISP:LDX#$2000LDY#TABLELDAB#$FFCLC;準(zhǔn)備完畢LP:LDAA#$FFSTAAPTT;關(guān)LEDLDAAX;取數(shù)LDAAA,Y;查段碼STAAPTP;P口輸出ROLB;左移位選STABPTT;T口輸出BSRDELAY10msINX;指針加1CPX#2004;比較BNELP;4次循環(huán)RTS;返回Entry:LDAA#$FF;P、STAADDRP;T口STAADDRT;輸出LOOP:JSRDISPBRALOOPTABLE:DC.B$3F,$06,$5B,$4F,$66,$6D,$7D,07,$7F,$6F

列5-5：共陰、動態(tài)顯示4位BCD碼($2000開始存放)的程序示.重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇本章習(xí)題：S12MCU的I/O口有哪些？各能復(fù)用為什么功能？A口作為通用I/O口時(shí)有哪幾個幾個寄存器？A口、B口的數(shù)據(jù)方向寄存器和上拉控制寄存器的作用是什么？編寫匯編程序：連接在PB4~PB7有4個LED燈，實(shí)現(xiàn)跑馬燈顯示。畫電路圖：實(shí)現(xiàn)4x4矩陣鍵盤+4位LED數(shù)碼管顯示。通讀書例5-10匯編程序，理解并學(xué)習(xí)鍵盤、數(shù)碼管的軟件編程。重慶大學(xué)通信工程學(xué)院任勇列5-6KEYNUMBEQU$2000DELAY:CLCLDAA#$00STAAKEYNUMBLDY#TABLE2LP3:LDABYINYLDAAKEYVALSBABEQDISPLAY1INCKEYNUMBLDAAKEYNUMBLDAB#$10SBABEQNOKEYBRALP3NOKEY:RTSDISPLAY1:LDAA#$01;共陽STAAPTTLDABKEYNUMB;COUNTER1:LDY#TABLE3LDAAB,YSTAAPTPRTS

TABLE2:FCB$ee,$de,$be,$7e,$ed,$dd,$bd,$7d,$eb,$db,$bb,$7b,$e7,$d7,$b7,$77;4x4行列鍵值，預(yù)定義的，16個可能的讀回值TABLE3:FCB$f9,$a4,$b0,$99,$92,$82,$f8,$80,$90,$c0,$88,$83,$c6,$a1,$86,$8e;共陽字符編碼:1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,A,B,C,D,E,F討論：1.KEYNUMB可以不用；2.#TABLE24.BEQDISPL