61A单片机IO.docx

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61A单片机IO

   输入/输出接口（也可简称为I/O端口）是单片机与外设交换信息的通道。

输入端口负责从外界接收检测信号、键盘信号等各种开关量信号。

输出端口负责向外界传送由内部电路产生的处理结果、显示信息、控制命令、驱动信号等。

µ’nSP™内有并行和串行两种方式的I/O口。

并行口线路成本较高，但是传输速率也较高；与并行口相比，串行端口的传输速率较低但可以节省大量的线路成本。

SPCE061A有两个16位的通用并行I/O口：

A口和B口。

这两个端口的每一位都可通过编程单独定义成输入或输出口。

   A口的IOA0~IOA7作为输入端口时，具有唤醒功能，即当输入电平发生变化时，会触发CPU中断。

在电池供电、追求低耗电的应用场合，可以让CPU进入睡眠模式（利用软件控制）以降低功耗，需要时才以按键来唤醒CPU，使其进入工作状态。

例如：

手持遥控器、电子字典、PDA、计算器、无线电话等。

IO端口结构

   SPCE061A提供了位控制结构的I/O端口，每一位都可以单独用于数据输入或输出。

每个独立的位可通过以下3种控制向量来作设定：

   1.数据向量Data

   2.属性向量Attribution

   3.方向控制向量Direction

   每3个对应的控制向量组合在一起，形成一个控制字，用来定义相对应I/O端口位的输入输出状态和方式。

例如，假设需要IOA0是下拉输入引脚，则相对应的Data、Attribution和Direction的值均被设为“0”。

如果需要IOA1是带唤醒功能的悬浮式输入引脚，则Data、Attribution和Direction的值被设为“010”。

与其它的单片机相比，SPCE061A除了每个I/O口可以单独定义其状态外，每个对应状态下的I/O端口性质电路都是内置的，在实际的电路中不需要再外接。

例：

设A口为带下拉电阻的输入端口，在连接硬件时不用再外接下拉电路。

   A口和B口的Data、Attribution和Direction的设定值均在不同的寄存器里，用户在进行I/O端口设置时要特别注意这一点。

I/O端口的组合控制设置如表2.1所示：

     注：

       *：

端口位预设为带下拉电阻的输入引脚；

     **：

只有当IOA[7~0]内位的控制字为000，001和010时，相对应位才具有唤醒的功能。

     ***：

悬浮输入作为ADCIOA[6~0]的输入

P_IOA_Data（读/写）（7000H）

A端口的数据单元，用于向A口写入或从A端口读出数据。

当A口处于输入状态时，读出是读A口引脚电平状态；写入是将数据写入A端口的数据寄存器。

当A口处于输出状态时，写入输出数据到A端口的数据寄存器。

P_IOA_Buffer（读/写）（7001H）

A端口的数据向量单元，用于向数据向量寄存器写入或从该寄存器读出数据。

当A口处于输入状态时，写入是将A端口的数据向量写入A端口的数据寄存器；读出则是从A端口数据寄存器内读其数值。

当A口处于输出状态时，写入输出数据到A端口的数据寄存器。

对输出而言，P_IOA_Data与P_IOA_Buffer是一样的.但对输入而言，P_IOA_Data读的是IO的值，P_IOA_Buffer读的是buffer内的值。

假设IOA[0]作为输出，并去接LED阳极（LED阴极接地）。

若P_IOA_Data的IOA[0]为1。

在某些需要较大驱动能力的LED而言，LED会亮，但IOA[0]会被拉到一个很低的值。

此时从P_IOA_Data读回为0，但P_IOA_Buffer则为1。

读回的意义是是方便做其它的IO运算。

P_IOA_Dir（读/写）（7002H）

A端口的方向向量单元，用于用来设置A口是输入还是输出，该方向控制向量寄存器可以写入或从该寄存器内读出方向控制向量。

Dir位决定了端口位的输入/输出方向：

即‘0’为输入，‘1’为输出。

P_IOA_Attrib（读/写）（7003H）

A端口的属性向量单元，用于A端口属性向量的设置。

P_IOA_Latch（读）（7004H）

读该单元以锁存A端口上的输入数据，用于进入睡眠状态前的触键唤醒功能的启动（参见睡眠/唤醒部分）。

并行I/O端口的控制向量组合

   方向向量_Dir、属性向量_Attrib和数据向量_Data分别代表三个控制口。

这三个端口中每个对应的字节合在一起，形成一个控制字，来定义相对应I/O端口位的输入/输出状态和方式。

 2.1具体表示了如何通过对I/O口的_Dir、_Attrib以及_Data进行编程，来设定端口位的输入/输出状态和方式。

   由2.1可以得出以下一些结论：

   1._Dir位决定了端口位的输入/输出方向：

即‘0’为输入，‘1’为输出。

   2._Attrib位决定了在端口位的输入状态下是为悬浮式输入还是非悬浮式输入：

即‘0’为带上拉或下拉电阻式输入，而‘1’则为悬浮式输入。

在端口位的输出状态下则决定其输出是反相的还是同相的；‘0’为反相输出，‘1’则为同相输出。

   3._Data位在端口位的输入状态下被写入时，与_Attrib字节合在一起形成输入方式的控制字‘00’、‘01’、‘10’、‘11’，以决定输入端口是带唤醒功能的上拉电阻式、下拉电阻式或悬浮式以及不带唤醒功能的悬浮式输入。

_Data位在端口位的输出状态下被写入的是输出数据，不过，数据是经过反相器输出还是经过同相寄存器输出要由_Attrib位来决定。

   例如，假设要把A口的B0定义成下拉电阻式的输入口，则A口_Dir、_Attrib和_Data三个向量对应的B0组合应设为‘000’。

如果想把A口的B1定义成具有唤醒功能的悬浮式输入口，只需将_Dir、_Attrib和_Data向量对应的B1组合设置为‘010’即可。

   A口的IOA0~IOA7作为唤醒来源，常用于键盘输入。

要启用IOA0~IOA7的唤醒功能，必须先读取P_IOA_Latch单元，以此来锁存IOA0~IOA7引脚上的按键状态。

随后，系统才可通过指令进入低功耗的睡眠状态。

当有按键按下时，IOA0~IOA7的输入状态会与其在进入睡眠前被锁存时的状态不同，从而引起系统的唤醒。

[例2.5]:

设置IO口

   设置IOA[3~0]为带下拉电阻的输入口，IOA[7~4]为带上拉电阻的输入口，IOA[11~8]为带数据寄存器的高电平输出口，IOA[15~12]为带数据寄存器的低电平输出口。

R1=0x0FF0；//设置A端口的数据向量，IOA0~IOA3与IOA12~IOA15置高

[P_IOA_Data]=R1；//IOA4~IOA7与IOA8~IOA11置低

R1=0xFF00；//设置A端口的属性向量，IOA0~IOA8置低，IOA12~IOA15

[P_IOA_Attrib]=R1；//置高

R1=0xFF00；//设置A端口的属性向量，IOA0~IOA8置低，IOA12~IOA15

[P_IOA_Dir]=R1；//置高

各端口位对应的向量设置如下表2.2：

   从上面的分析我们可以看出，当作为输入口时所读到的数值来自不同的地方，由P_IOA_Data所读到是A口引脚上的当前状态，由P_IOA_Buffer所读到的值来自数据寄存器（见例2.6）；当A端口作为输出端口时，数据都是写到A端口的数据寄存器。

对于某

些I/O口的应用，这种读写方式可以省下许多存放端口数据的RAM空间。

[例2.6]：

程序说明：

在单步跟踪程序期间将A端口的任意引脚接VDD，通过观察寄存器表中的R2，R3的值可观察到二者的不同。

.INCLUDEhadware.inc//包含头文件

.CODE

.PUBLIC_main//主程序

_main:

R1=0x0000//设置A口为带下拉电阻的输入口

[P_IOA_Data]=R1//设置A端口的数据向量

[P_IOA_Attrib]=R1//设置A端口的属性向量

[P_IOA_Dir]=R1//设置A口的方向向量

//*****************此时将A口的任意一口接高电平*********************//

R3=[P_IOA_Data]//把P_IOA_Data中的值送到寄存器R3

R2=[P_IOA_Buffer]//把P_IOA_Buffer中的值送到寄存器R2

WAIT:

JMPWAIT//主程序循环

[例2.7]：

.DEFINEP_IOB_Data0x7005

.DEFINEP_IOB_Dir0x7007

.DEFINEP_IOB_Attrib0x7008

.DEFINEP_IOB_Buffer0x7006

.CODE

.PUBLIC_main//主程序

_main:

R1=0xFFFF//设置B口为带反向器的低电平输出

[P_IOB_Dir]=R1//设置3个属性向量

[P_IOB_Data]=R1

R1=0x0000

[P_IOB_Attrib]=R1

R1=0x0000//向寄存器写入0x0000

[P_IOB_Data]=R1

//***********************此时检测B口的电平为高***********************//

R3=[P_IOB_Buffer]//回读Buffer的值为0x0000

LOOP:

JMPLOOP//主程序循环

P_IOA_Data与P_IOA_Buffer区别：

读取IO口

   从端口读取数据的两种方式：

从P_IOA_Data读取数据相当于读取端口引脚的信号。

然而，从P_IOA_Buffer读取数据相当于从数据寄存器中读取数据。

R1=[P_IOA_Buffer]//从A端口数据寄存器中读取数据

R1=[P_IOA_Data]//从A端口引脚读取数据

写入IO口

   这里有两种写入IOA的数据方法，向P_IOA_Data写入数据等同于向P_IOA_Buffer写入数据。

R1=0x0000;

[P_IOA_Data]=R1;//写数据到P_IOA_Data

[P_IOA_Buffer]=R1;//写数据到P_IOA_Buffer

详细如图2.6。

P_IOB_Data（读/写）（7005H）

B端口的数据单元，用于向B口写入或从B端口读出数据。

当B口处于输入状态时，读出是读B口引脚电平状态；写入是将数据写入B端口的数据寄存器。

当B口处于输出状态时，写入输出数据到B端口的数据寄存器。

P_IOB_Buffer（读/写）（7006H）

B端口的数据向量单元，用于向数据寄存器写入或从该寄存器内读出数据。

当B口处于输入状态时，写入是将数据写入B端口的数据寄存器；读出则是从B端口数据寄存器里读其数值。

当B口处于输出状态时，写入数据到B端口的数据寄存器。

P_IOB_Dir（读/写）（7007H）

B端口的方向向量单元，用于设置IOB口的状态。

‘0’为输入，‘1’为输出。

P_IOB_Attrib（读/写）（7008H）

B端口的属性向量单元，用于设置IOB端口的属性。

[例2.8]：

设置A端口低8位为带下拉电阻的输入端口，作为按键输入；B端口低8位为带数据寄存器的高电平输出口，外接发光二极管显示。

当Ke