单片机教材 - 第4章I-O接口及应用(2)

K0~K7的状态可以组成一个8位的二进制输入数。如图4-7所示，K7、K5、K2、K0断开，K6、K4、K3、K1闭合。

开关： K7 K6 K5 K4 K3 K2 K1 K0 状态： 开 闭 开 闭 闭 开 闭 开 输入值：1 0 1 0 0 1 0 1 所以，输入的二进制数为0xA5。

PD口作为输出口使用，每一位与Vcc之间接有一个限流电阻和一个发光管。当PD口的某位输出1时，引脚为高电平，发光管不亮；当PD口的某位输出0时，引脚为低电平，发光管点亮。如果输出二进制数10100101，结果如下：

位数： 7 6 5 4 3 2 1 0 输出： 1 0 1 0 0 1 0 1 灯： 灭 亮 灭 亮 亮 灭 亮 灭

所以，可以用灯的亮和灭来表示二进制数。

例如：8个灯从高位到低位的状态为：灭灭亮亮亮灭灭灭，则二进制数为11000111。 现要求输入变化时，输出显示输入的结果，则程序如下：

#include void main()

{DDRC=0x00; //定义PC口为输入口 PORTC=0x00; //不使用内部上拉电阻 DDRD=0xFF; //定义PD口为输出口

while(1) PORTD=PINC; //无限循环，把输入送到输出 }

4.2.4 实验指导2

按上述程序进行实验，观察拨动开关状态与发光管的状态关系，当改变某开关状态时，看发光管的变化，并写出二进制数。然后，定义PA口为输入，PB口为输出，改变实验电路进行实验，说明其道理。

4.3 位检测与位控制

4.3.1 位检测与位控制

在前面介绍的并行接口的输入与输出都是按字节操作的。在实际应用中，并不总是采用并行输入和并行输出，有时只需要检测8位中的某一位的状态变化。同样的，有时只控制某一位的输出，而不让其它位变化。例如在图6-8所示的电路中，如我们只希望检测PC口的第3位，并把第3位的结果送到PD口的第0位，而不要影响其他位。这就是位检测与位控制的问题。

1． 位变量

在CodeVisionAVR中可以直接定义位变量为全局变量，例如：

bit on；

也可以在定义时赋初值： bit on=1，off=0；

需要定义多少位变量，应在project->configure->C Compile菜单选项下设置bit Variables Size的数量。

在mega16.h头文件中定义的很多特殊变量是能进行位操作的，不需要专门进行位定义，就可以进行位运算。在使用时，只要在这些变量后跟一个小数点和一个范围在0~7的数字。这个数就是要操作的位。例PINE.0表示变量PINE的第0位。

2． 位检测

位检测具有位读取的含义，根据C语言中赋值语句的含义，等号右边的为读取值。所以等号右边出现位变量，就是对位的检测。如果我们要检测某个输入引脚的状态，可以在赋值语句的右边使用接口输入变量的位操作符。

例如读取C口的第0位到位变量weib1，可以编程如下： bit weib1； weib1=PINC.0;

3． 位控制

位控制具有把一个位变量输出到某个引脚的含义。所以位控制时，赋值语句的左边为接口输出变量的位操作符。例如把C口的第0位控制为高电平，可编写程序如下：

DDRC=0xff; PORTC.0=1; 第一条语句定义C口为输出口,第二条语句把C口的第0位控制为高电平。

再例如，我们只希望检测C口的第3位，并把第3位的结果送到D口的第0位，而不要影响其他位。可用PORTD.0=PINC.3实现。如果我们想把输出到D口（已定义为输出口）第一位的结果送到D口的第五位。与上例不同的是，D口的第一位是输出而不是输入。应表达为：PORTD.5=PORTD.1。等号右边的变量是输出变量，而不是输入变量。

4． 位运算

位运算一般有：置1、清0、取反、与、或、非、异或等运算。 置1：位变量=1； 清0：位变量=0；

取反：位变量=！位变量；

与运算：位变量3=位变量1&位变量2； 或运算：位变量3=位变量1|位变量2； 异或运算：位变量3=位变量1^位变量2； 非运算：位变量2=!位变量1；

以上是位与位之间的运算。但有时我们希望把字符变量或整型变量的某些位改变而其它位不变。这种改变有置位、清零、取反。其操作方法如下：

（1）置位

按逻辑或运算规则，某位与0或，本位不变，与1或，本位变1。所以把一个变量与一个同长度的二进制数做按位或运算，可以使某些位不变，某些位变1。例如把字符型变量AA的0位、5位置1，其它位不变，则操作为：

AA=AA|0b00100001； （2）清零

按逻辑与运算规则，某位与1与，本位不变，与0与，本位变0。所以把一个变量与一个同长度的二进制数做按位与运算，可以使某些位不变，某些位变0。例如把字符型变量AA的0位、5位清0，其它位不变，则操作为：

AA=AA&0b11011110； （3）取反

按逻辑异或运算规则，某位与1异或，本位取反，与0异或，本位不变。所以把一个变量与一个同长度的二进制数做按位异或运算，可以使某些位不变，某些位取反。例如把字符型变量AA的0位、5位取反，其它位不变，则操作为：

AA=AA^0b00100001；

5． 位测试

在很多应用中需要知道一个变量的某一位的状态。例如某一运算为：如果字符变量AA的第2位为0时，变量BB清0；AA的第2位为1时，BB加10。这个运算要测试变量AA的第2位。“按位与”运算规则，某位与1“与”，本位不变，与0“与”，本位变0。所以把一个变量与一个同长度的测试位为1其它位为0的二进制数做“按位与”运算，可以使测试位不变，其它位变0。如果被测试位是0，则整个运算结果是0；如被测试位为1，则整个结果为非0。通过判断结果是否为非0，就能测试需要的位。对上例可以用下面的程序实现：

if（AA&0b00000100）BB=BB+10; else BB=0;

4.4 位操作应用举例

为进一步说明其使用方法，现给出几个应用实例。 4.4.1 例3：按键处理

如图4-7所示的电路图，PC3口的按键每按一次，PD3口的发光管的状态改变一次。

图4-7 键控指示灯电路

电路中，按键不按下时，在上拉电阻R1的作用下，PC3为高电平。按键按下时，引脚与地短接，为低电平状态。通常，按键所用开关为机械弹性开关，均利用了机械触点的合、断作用。一个电压信号通过机械触点的断开、闭合过程，其波形如图4-8所示。

由于机械触点的弹性作用，一个开关在按下时不会马上稳定地接通，在松手时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，抖动时间一般为5-10毫秒。如果我们每隔20毫秒检测一次按键的状态，就可以消除抖动的影响。

按键有断开、下按、接通和释放四种情况，对应为高电平、高电平到低电平的变化、低电平、低电平到高电平的变化四种状态。每按一次键都要经历这四种状态，我们检查是否按了一次键，可以检查高电平到低电平的变化或者检查低电平到高电平的变化。检查高电平到低电平的变化的方法是：上次检查如果是高电平，本次为低电平，则表示键按下。检查低电平到高电平的变化的方法是：上次检查如果是低电平，本次为高电平，则表示键释放。

下列程序段实现例3的功能。

char j;

DDRD=0xFF; //定义PD口为输出口 DDRC=0x00; DDRC=0X00；

j=PINC; //j存放PC口的上次值 while(1)

{if((PINC.3==0)&(j&0x08)==1))PORTD.3=!PORTD.3; //有键按下时指示灯改变状态

j=PINC; //保存本次键值，作为下次判断的上次值 delay_ms(20); //延时20 …… 此处隐藏：1686字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……