深入理解Arduino I/O子系统

Arduino UNO R3的主处理器ATMega328P上有3个8位的输入/输出端口,分别是PB,PC和PD。

  Arduino UNO R3的主处理器ATMega328P上有3个8位的输入/输出端口,分别是PB,PC和PD。Arduino IDE提供的Blink示例可以帮助我们了解端口的数字输出功能:

// Blink.ino
int led = 13;

void setup() {
   pinMode(led, OUTPUT);
}
 
void loop() {
   digitalWrite(led, HIGH);
   delay(1000);
   digitalWrite(led, LOW);
   delay(1000);
}

  这个示例使Arduino开发板13(PB5)引脚上的LED闪烁,与数字输出相关的Arduino库函数有:


  pinMode(pin, mode):配置指定引脚为输入或输出

  pin:指定引脚

  mode:OUTPUT(输出),INPUT(输入)或INPUT_PULLUP(带上拉电阻的输入)

  digitalWrite(pin, value):从指定引脚输出电平

  pin:指定引脚

  value:LOW(低电平,0V),HIGH(高电平,5V)


  ATMega328P的每个端口都由3个相关寄存器控制,方向寄存器DDRx(x = B, C, D)用于指定端口引脚方向,若向其中某位写入1,则该位控制的引脚被设置为输出,写入0则为输入。输出寄存器PORTx(x = B, C, D)在该端口引脚被设置为输出时,写入1则输出高电平,写入0则输出低电平;在该端口引脚被设置为输入时,写入1则对其启用上拉电阻,即在该端口引脚被悬空时默认输入高电平。输入寄存器PINx(x = B, C, D)在端口引脚被设置为输入时存储该端口引脚的输入,若端口引脚输入高电平,则寄存器相应位被置为1,输入低电平则置为0。

  通过直接访问寄存器改写以上程序为:

// Blink_reg.ino
void setup() {
  DDRB |= (1 << PB5);
}

void loop() {
  PORTB ^= (1 << PB5);
  delay(1000);
}


  如图所示连接电路,使按键的的两端分别连接在Arduino开发板2(PD2)引脚和GND(地)引脚上:

深入理解Arduino I/O子系统

  这样使得按键在没有按下时2(PD2)引脚处于悬空状态,因此需要将2(PD2)引脚设置为带上拉电阻的输入模式。下面的示例使得按键在按下时13(PB5)引脚上的LED点亮,按键松开时LED熄灭:

// DigitalInputPullup.ino
void setup() {
   pinMode(2, INPUT_PULLUP);
   pinMode(13, OUTPUT);
}
 
void loop(){
   int seneorVal = digitalRead(2);
 
   if (sensorVal == HIGH) {
     digitalWrite(13, LOW);
   }
   else {
     digitalWrite(13, HIGH); 
   }
}

  除了pinMode()函数外,与数字输入相关的Arduino库函数有:


  digitalRead(pin):从指定引脚上读取电平

  pin:指定引脚

  函数返回LOW(低电平,0V)或HIGH(高电平,5V)


  通过直接访问寄存器改写以上程序为:

// DigitalInputPullup_reg.ino
void setup() {
   DDRB |= (1 << PB5);
   DDRD &= ~(1 << PD2);
   PORTD |= (1 << PD2);
}

void loop() {
   if (PIND & (1 << PD2)) {
     PORTB &= ~(1 << PB5);
   } else {
     PORTB |= (1 << PB5);
   }
}


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2022-12   阅读(83)   评论(0)
 标签: 创客 Arduino

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