AVR單片機IO口結(jié)構(gòu)和上拉和下拉電阻的作用
加入技術(shù)交流群
五、AVR單片機IO口(千呼萬喚始出來)
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201811/394646.htm端口引腳配置
DDxn PORTxn PUD (in SFIOR) I/O 上拉電阻 說明
0 0 X 輸入 No 高阻態(tài) (Hi-Z)
0 1 0 輸入Yes 被外部電路拉低時將輸出電流
0 1 1 輸入 No 高阻態(tài)(Hi-Z)
1 0 X 輸出 No 輸出低電平 ( 漏電流)
1 1 X 輸出 No 輸出高電平 ( 源電流)
//////////////////////////////////////////
輸入狀態(tài)：
一、上拉輸入狀態(tài)：
1、在IO口線懸空時讀入PINxn的值為1，狀態(tài)穩(wěn)定
2、在IO口線外接輸入信號時讀入PINxn的值隨外部信號高低電平變化而變化
二、高阻輸入狀態(tài)：
1、在IO口線懸空時讀入PINxn的值為0，且極易受到干撓，狀態(tài)很不穩(wěn)定
2、外接上拉電阻，在IO口線外接輸入信號時讀入PINxn的值隨外部信號高低電平變化而變化(等同于內(nèi)接上拉電阻)
輸出狀態(tài)：
在輸出狀態(tài)下，PORTxn=0則輸出為低電平，PORTxn=1則輸出為高電平
1、輸出低電平，IO口線懸空時讀入PINxn的值為0
2、輸出低電平，IO口線連接VCC或強上拉(指上拉阻值很小，相當于直接連接VCC，能提供足夠的上拉電流)時讀入PINxn的值為1
3、輸出高電平，IO口線懸空時讀入PINxn的值為1
4、輸出高電平，IO口線連接GND或強下拉(指下拉阻值很小，相當于直接連接GND，能吸收足夠的下拉電流)時讀入PINxn的值為0
由于無論如何配置DDRxn，我們都可以讀取PINxn值，綜上所述，我們在讀取PINxn的值時，要想獲得正確且穩(wěn)定的值，
應該選擇在內(nèi)部上拉輸入或高阻輸入且外部上拉這兩種方式中進行。當然在選擇內(nèi)部上拉輸入且外部也上拉的方式也是
可以的，只是內(nèi)部和外部都加上拉(重復上拉)沒有什么意義。
還有一點就是我們在讀取軟件賦予的電平時，讀PINxn值之前，要插入一個NOP。
也就是說在IO口輸出邏輯電平之后再讀入這個輸出的值中間應插入一個NOP。
AVR的真正雙向IO結(jié)構(gòu)就復雜多了，單是控制端口的寄存器也有4個
PORTx.DDRx,PINx,SFIOR(PUD位)，不過功能也強勁多了
作為通用數(shù)字I/O 使用時，所有AVR I/O 端口都具有真正的讀- 修改- 寫功能。
這意味著用SBI 或CBI 指令改變某些管腳的方向( 或者是端口電平、禁止/ 使能上拉電阻) 時不會無意地改變其他管腳的方向( 或者是端口電平、禁止/ 使能上拉電阻)。
輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動能力，可以輸出或吸收大電流，直接驅(qū)動LED。
所有的端口引腳都具有與電壓無關(guān)的上拉電阻。
并有保護二極管與VCC 和地相連。
* (很多數(shù)字器件都有保護二極管，在低功耗應用時要考慮保護二極管的電流倒灌的影響)
每個端口都有三個I/O 存儲器地址:
數(shù)據(jù)寄存器 –PORTx
數(shù)據(jù)方向寄存器–DDRx
端口輸入引腳 –PINx。
數(shù)據(jù)寄存器PORTx和數(shù)據(jù)方向寄存器DDRx為讀/ 寫寄存器，而端口輸入引腳PINx為只讀寄存器。
但是需要特別注意的是，對PINx 寄存器某一位寫入邏輯"1“ 將造成數(shù)據(jù)寄存器相應位的數(shù)據(jù)發(fā)生"0“ 與“1“ 的交替變化。
當寄存器MCUCR 的上拉禁止位PUD置位時所有端口引腳的上拉電阻都被禁止。
在( 高阻態(tài)) 三態(tài)({DDxn, PORTxn} = 0b00) 輸出高電平({DDxn, PORTxn} = 0b11) 兩種狀態(tài)之間進行切換時，
上拉電阻使能({DDxn, PORTxn} = 0b01) 或輸出低電平({DDxn,PORTxn} = 0b10) 這兩種模式必然會有一個發(fā)生。
通常，上拉電阻使能是完全可以接受的，因為高阻環(huán)境不在意是強高電平輸出還是上拉輸出。
如果使用情況不是這樣子，可以通過置位SFIOR 寄存器的PUD 來禁止所有端口的上拉電阻。
在上拉輸入和輸出低電平之間切換也有同樣的問題。
用戶必須選擇高阻態(tài)({DDxn,PORTxn} = 0b00) 或輸出高電平({DDxn, PORTxn} = 0b10) 作為中間步驟。
評論