AVR I/O口使用方法

AVR主控電路原理圖（點擊圖片放大，不需要放大鏡！ ）

LED控制電路原理圖（點擊圖片放大，不需要放大鏡！ ）
軟件設計

下面部分從TXT拷出，拷到網頁，代碼部分缺省了很多空格，比較凌亂，請諒解！

//目標系統(tǒng): 基于AVR單片機
//應用軟件: ICC AVR
/*01010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101
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實 驗內容：
點燈，讓燈左閃右閃，拼命閃。
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硬 件連接：
將PD口的LED指示燈使能開關切換到"ON"狀態(tài)。
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注 意事項：
（1）若有加載庫程序，請將光盤根目錄下的“庫程序”下的“ICC_H”文件夾拷到D盤
（2）請詳細閱讀：光盤根目錄下的“產品資料開 發(fā)板實驗板SMK系列SMK1632說明資料”
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10101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010*/

#include iom16v.h>
#include "D:ICC_HCmmICC.H"
#define LED_DDR DDRD
#define LED_PORT PORTD
/*--------------------------------------------------------------------
程 序名稱：
程序功能：
注意事項：
提示說明：
輸 入：
返 回：
--------------------------------------------------------------------*/
void main(void)
{
uint8 i,j;
LED_DDR=0XFF;
while(1)
{
for(i=0;i4;i++)
{
LED_PORT^=0xFF; //我閃！拚命閃！
delay50ms(10);
}
j=0x01;
for(i=0;i8;i++)
{
j=1;
LED_PORT=j; //我左閃！
delay50ms(10);
}
j=0x80;
for(i=0;i8;i++)
{
j>>=1;
LED_PORT=j; //我右閃！
delay50ms(10);
}
}
}

系統(tǒng)調試
本節(jié)的目的在于學習AVR的IO輸出功能，對于AVR來說，它和傳統(tǒng)的51單片機不 同，需要設置IO引腳方向。
作如下調試：
（1）改變IO方向，即將“LED_DDR=0XFF;”改為“0X00”，觀察現(xiàn)象。
（2） 將語句：delay50ms(10);改為語句：delay50ms(1);可以看到LED閃的更快，眼都花了！

東西在于靈活運用，下面是用LED做的手表，內部是用AVR，ATmega48做的，請思考實現(xiàn)如何下 面的功能。

AVR 單片機的IO口是標準的雙向端口，首先要設置IO口的狀態(tài)，即：輸入還是輸出

DDRx寄存器就是AVR單片機的端口方向寄存器，通過設置DDRx可以設置x端口的狀態(tài)。
DDRx 端口方向寄存器相應位設置為1則對應的x端口相應位為輸出狀態(tài)，DDRx端口方向寄存器相應位設置為0則對應的x端口相應位為輸入狀態(tài)。
例如：
DDRA = 0xFF; //設置端口A所有口為輸出狀態(tài)，因為0xFF對應的二進制為11111111b

DDRA = 0x0F //設置端口A高4位為輸入狀態(tài)，低4位為輸出狀態(tài)，因為0x0F對應的二進制為00001111b

PORTx寄存器是AVR單片機的輸出寄存器，端口輸出狀態(tài)設定好后通過設置PORTx可以使 端口x的相應位輸入高電平或低電平來控制外部設備。
例如：
PORTA = 0xFF; //端口A所有口線輸出高電平

PORTA = 0x0F; //端口A高4位輸出低電平，低4位輸出高電平

小貼士：
利用位邏輯運算符對特定的端口進行設定。

PORTA = 13; //端口A第4位置為高電平，其它為低電平，應為00000001左移3位后是00001000
PORTA = 17; //同理，第8位置高電平

有時候我們期望端口某一位設置成高電平，但是其它位的高低電平要保持不變，如何做呢？C語言是很強大 的，有辦法！如下：

PORTA |=13; //實現(xiàn)端口A第4位置為高電平，其它位的高低電平不受影響
上面的語句是簡化的寫法，分解一下就是：
PORTA = PORTA | (13); //數(shù)字1左移3位后與端口A進行按位或，結果就是端口A第4位置為高電平，其它位的高低電平不受影響

那么大家就會問了，如何實現(xiàn)設置某一位為低電平，其它位的高低電平不變呢？建議大家思考1分鐘再看下面 的內容。
PORTA =~(13); //解釋一下，首先將1左移3位變成00001000b，然后再按位取反變成11110111b，然后再與端口A做按位與運算，這樣就實現(xiàn)了設置端口A第 4位為低電平，其它位的高低電平不變。
分解后的語句為：
PORTA = PORTA (~(13)); //結果是一樣的

將某端口相應位的高低電平翻轉，即原來高電平變?yōu)榈碗娖?，低電平變?yōu)楦唠娖?，呵呵！好簡單呦?/FONT>

PORTA = ~PORTA; //將PORTA按位取反后再賦值給PORTA

按位邏輯運算還有一個異或，這個也非常有意思，它能實現(xiàn)電平翻轉，有興趣大家看看書，算是給大家留個想 頭吧！

再出個小題目！
大家都知道已知a，b兩個變量，再編程中要交換兩個變量常用的方法是定義一個中 間變量c，然后：

c=a；
a=b；
b=c；

通過中間變量c完成a、b變量內容的交換！
不過大家想一想使用C語言能不能不用中間變量來完成 a、b變量的交換呢？答案肯定是能，因為C語言很強大！
不過還是希望大家先想一想再看答案，看完答案后再認真分析一下，體會編程的巧妙之處！
答 案：
使用到了C語言的按位異或邏輯操作，由于沒有中間變量，同時邏輯運算的速度很快，整個交換過程比常規(guī)方法要快不少！

a ^= b;
b ^= a;
a ^= b;

過程就是a異或b，b異或a，然后a再異或b就完成了！

異或的邏輯表
1 ^ 1 0
0 ^ 1 1
1 ^ 0 1
0 ^ 0 0

adm 真厲害，這個你都知道，看來是編程的行家。

交換變量這樣的問題，如果你沒看過相關的資料，初學者很難自己想出來的。

int a,b;

a=3;

b=5;

a=a+b //a=8 b=5

b=a-b //a=8 b=3

a=a-b //a=5 a=3

這樣僅僅是算法技巧的問題，現(xiàn)在很難遇到內存不夠 的情況了。

交換變量這樣的問題，如果你沒看過相關的資料，初學者很難自己想出來的。

int a,b;
a=3;
b=5;

a=a+b //a=8 b=5
b=a-b //a=8 b=3
a=a-b //a......

又學一招，確實也很巧妙！有異曲同工之處。
我這些是看資料從別人那學來的，不過邏輯運 算要比算術運算快一倍以上，寫了個程序在AVR Studio 中軟件仿真了一下！
程序如下：
#include iom16v.h>

void main (void)
{
int a=10,b=20;
unsigned char x=30,y=40;

a = a + b;
b = a - b;
a = a - b;

x ^= y;
y ^= x;
x ^= y;
while (1);
}
首先僅僅運算，算術運算用了8個時鐘單位，邏輯運算用了3個時鐘單位，因為算術運算牽扯到了負數(shù)。
那變量賦值 呢，int 賦值用了4個時鐘單位，unsigned char賦值用了2個時鐘單位。
綜合一下，算術運算用時12個單位，邏輯運算用時5個單位，效率要高 2.4倍！ 項目編譯完后會生成一個.cof的調試文件（我是用ICC，CV應該也有），用AVR Studio打開這個.cof文件，選好處理器型號（M16）就會進入軟件仿真，按Alt+O快捷鍵設置處理器的頻率，這樣可以看運行的時間，否則只能看 運行時鐘，時間就不準了。再下來就是按F11單步執(zhí)行，F(xiàn)10是一下執(zhí)行完一個過程，如：循環(huán)、函數(shù)等。時鐘和運行時間可以在任意時間用鼠標右鍵清零，這 樣數(shù)字比較直觀，不用再加減。