AVR單片機的IO端口介紹

  ATmega16有4個8位的雙向I/O端口PA、PB、PC、PD，他們對外對應(yīng)32個I/O引腳，每一位都可以獨立地用于邏輯信號的輸入和輸出。在5V工作電壓下，輸出高點平時，每個引腳可輸出達(dá)20mA的驅(qū)動電流；而輸出低電平時，每個引腳可吸收最大為40mA的電流，可以直接驅(qū)動發(fā)光二極管（一般的發(fā)光二極管的驅(qū)動電流為10mA）和小型繼電器等小功率器件。

AVR大部分的I/O端口都具備雙重功能（有的還有第三功能）。其中第一功能是作為數(shù)字通用I/O接口使用，而復(fù)用的功能可分別與片內(nèi)的各種不同功能的外圍接口電路組合成一些可以完成特殊功能的I/O口，如定時器、計數(shù)器、串行接口、模擬比較器、捕捉器、USART、SPI等。

AVR單片機的每組I/O口都配備有三個8位寄存器，分別是：

1、方向控制寄存器DDRx；

2、數(shù)據(jù)寄存器PORTx；

3、輸入引腳寄存器PINx

x=A/B/C/D，I/O口的工作方式和表現(xiàn)特征由這三個I/O寄存器控制。

方向控制寄存器DDRx用于控制I/O口的輸入輸出方向，及控制I/O口的工作方式為輸出方式還是輸入方式。

DDRx=1時，I/O口處于輸出工作方式；此時數(shù)據(jù)寄存器PORTx中的數(shù)據(jù)輸出到外部引腳。

DDRx=0時，I/O口處于輸入工作方式；此時輸入引腳寄存器PINx中的數(shù)據(jù)就是外部引腳的實際電平，通過讀I/O指令可將物理引腳的真實數(shù)據(jù)讀入MCU。

此外，當(dāng)I/O口定義為輸入時（DDRx=0），通過PORTx的控制，可使用或不使用內(nèi)部的上拉電阻。

AVR單片機中端口的配置：AVR單片機的I/O口是標(biāo)準(zhǔn)的三態(tài)口（高電平、低電平、高阻態(tài)這三種狀態(tài)）。

1）使用 AVR 的 I/O 口，首先要正確設(shè)置其工作方式，確定其工作在輸出方式還是輸入方式。

2）當(dāng) I/O 工作在輸入方式，要讀取外部引腳上的電平時，應(yīng)讀取 PINxn 的值，而不是PORTxn 的值。

3）當(dāng) I/O 工作在輸入方式，要根據(jù)實際情況使用或不使用內(nèi)部的上拉電阻。

4）一旦將 I/O口的工作方式由輸出設(shè)置成輸入方式后，必須等待一個時鐘周期后才能正確的讀到外部引腳 PINxn 的值。

我們可以直接使用 C的語句對 I/O 口寄存器進(jìn)行操作，如：

// 定義PortA口的工作方式

DDRA = 0x01;       // 定義PA口的第0位為輸出方式

PORTA = 0x00;      // PA口的第0位輸出“1”，LED不亮

PORTA |=~（1 << PA0）;    // PA口第0位輸出取反

更加標(biāo)準(zhǔn)的C 程序可以采用以下的寫法：

PORTA=1<<(PA0)|1<<(PA3); // PA口的第0位和第3位輸出“1”，其它為“0”

這里，1<<(PA0)表示邏輯1左移0位，結(jié)果為0b00000001;而1<<(PA3) 表示邏輯1左移3位，結(jié)果為0b00001000。0b00000001在同0b00001000相與，結(jié)果為0b00001001。