AVR单片机位操作课件

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1、第三讲AVR单片机位操作黄文恺第三讲AVR单片机位操作黄文恺1一、位操作基础知识n1、位的概念n2、位逻辑运算符n3、位移运算符一、位操作基础知识1、位的概念21、位的概念n我们知道，在单片机或计算机系统中，一字我们知道，在单片机或计算机系统中，一字节占节占8位，这样表示的数的范围为位，这样表示的数的范围为0-255，也即，也即00000000-11111111。位就是里面的。位就是里面的0和和1。charc=100;实际上实际上c应该是应该是01100100，正好是，正好是64H。其。其中高位在前，低位在后。中高位在前，低位在后。|第第7位位第第0位位1、位的概念我们知道，在单片机或计算机系

2、统中，一字3n以我们的MEGA8为例子，PC端口有6个，从PC0到PC5,我们直接赋值过去，PORTC=0XF0；则实际上是设置了11110000，PC0PC3为低电平，PC4PC5为高电平，而PC6和PC7引脚在MEGA8中不存在。以我们的MEGA8为例子，PC端口有6个，从PC0到PC5,42、位逻辑运算符符号描述&位逻辑与|位逻辑或位逻辑异或取补（取反），该符号是波浪号，不要写成负号。2、位逻辑运算符符号描述5&位逻辑与运算n&运算的规则是当两个位都为1时，结果为1，否则为0；（小提示：你可以在心中默念乘法来代替它，真与真，就是1乘以1，真与假，就是1乘以0，假与假，就是0乘以0）在单片

3、机中，常用于某一位清0，其他位不变n例：将PC4口清零，我们写出二进制数111011110XEFPC4PORTC&=0 xEF(等价于PORTC=PORTC&0 xEF)或PORTC&=0b11101111&位逻辑与运算&运算的规则是当两个位都为1时，结果为1，6|位逻辑或n|运算的规则是当两个位都为0时，结果为0，否则为1；（小提示，你可以理解为加号，只有假的加假的等于假，即0加0等于0，其余情况，只要有1个是真的，结果都为真）n在单片机中，常用于某一位的置位。例：我们将PB3和PB0口置为高电平。n000010010X09PB3PB0PORTB|=0X09(等价于PORB=PORTB|0X

4、09)|位逻辑或|运算的规则是当两个位都为7位逻辑异或n运算的规则是当两个位相同时，结果为0，否则为1；此逻辑符常用于比较是否相同。位逻辑异或运算的规则是当两个位相同时，结8取补（取反）n运算的规则是当为1时结果为0，当为0时，结果为1。n例如，将PA口全部取反。则nPA=PA;取补（取反）运算的规则是当为1时结果为0，93、位移运算符符号描述右移位移运算符作用于其左侧的变量，其右侧的表达式的值就是移动的位数，运算结果就是移动后的变量结果。b=a2;就是a的值左移两位并赋值为b。a本身的值并没有改变。向左移位就是在低位上补0，向右移位就是在高位上补0。右移时可以保持结果的符号位，也就是右移时。

5、如果最高位为1，是符号位，则补1而不是补0。例如：当a=01110010时若b=a2;结果为b=00011100当a=11110010时若b=a2;结果为b=11011100程序员常常对右移运算符来实现整数除法运算，对左移运算符来实现整数乘法运算。其中用来实现乘法和除法的因子必须是2的幂次。3、位移运算符符号10二、AVR端口的控制n1、AVR端口介绍n2、AVR端口状态的定义n3、端口操作n4、按位进行操作二、AVR端口的控制1、AVR端口介绍111、AVR端口介绍nAVR单片机拥有多个I/O口（input/output),其作用是读取数据，或者输出数据。不同型号的单片机的I/O口数量是不一

6、样。如下图所示，MEGA8和MEGA128的引脚图。ATMega128ATMega81、AVR端口介绍AVR单片机拥有多个I/O口（input/122、AVR端口状态的定义nI/O作为输入（读取）还是输出，都必须事先定义。以MEGA128为例，定义其PD端口（从PD0PD7)为读取，则：DDRD=0 x00;此时定义为读取状态。可以读取按键信号，或者脉冲信号，或者用于计数器数脉冲等用途。如果是A/D功能引脚，还可以把模拟信号读取成数字信号（后续章节再提及模数转换）若换成PC端口，则将D改为C，PB,PA口依此类推2、AVR端口状态的定义I/O作为输入（读取）还是输出，都必13n若定义为输出，以

7、MEGA128为例，定义其PC端口（从PC0PC7)为输出，则：DDRC=0XFF;作为输出的时候，能够控制如LED，继电器的开启，电机的启动，或者输出方波等各种信号。若定义为输出，以MEGA128为例，定义其PC端口（从PC0143、端口操作n当定义好I/O口的工作模式后，我们就可以控制端口了。例如：我们要读取PA的所有引脚的数据，则unsignedchara;/定义一个无符号的字符变量a=PINA;/将PA口的值赋值给变量a;假如此时，PA的状态是01001000，则a获得该值。3、端口操作当定义好I/O口的工作模式后，我们就可以控制端口153、端口操作n当我们需要对PORTC端口进行输出

8、（例如控制LED灯），分别是PC0PC3低电平，PC4PC7高电平，则：nPORTC=0XF0;(等效于11110000）3、端口操作当我们需要对PORTC端口进行输出（例如控制LE163、端口操作n使用逻辑符号对端口进行操作PORTC&=0XF0;(等价于PORTC=PROTC&0XF0)PORTD|=0XF0;(等价于PORTC=PROTC|0XF0)3、端口操作使用逻辑符号对端口进行操作174、按位进行操作n举例一：将PB0定义为输出，且输出为高电平nDDRB=BIT(0);/定义PB0为输出nPORTB|=BIT(0);/PB0输出高电平4、按位进行操作举例一：将PB0定义为输出，且输

9、出为高电平184、按位进行操作n举例二：将PB0、PB1定义为输出，且PB0输出低电平，PB1均为高电平nDDRB|=BIT(0)|BIT(1);/定义PB0、PB1为输出nPORTB|=BIT(0)|BIT(1);/PB0、PB1输出高电平4、按位进行操作举例二：将PB0、PB1定义为输出，且PB0194、按位进行操作n举例三：将PB0数据寄存器的数值翻转，即如果是1时变成0，如果是0时变成1PORTB=BIT(0);/PB0输出高电平4、按位进行操作举例三：将PB0数据寄存器的数值翻转，即如果204、按位进行操作n举例四：将PB0、PB1数据寄存器的数值翻转，即如果是1时变成0，如果是0时

10、变成1PORTB=BIT(0)|BIT(1);/PB0输出高电平4、按位进行操作举例四：将PB0、PB1数据寄存器的数值翻转214、按位进行操作n举例五：将PB2、PB3定义为输入，不带上拉电阻DDRB&=(BIT(2)|BIT(3);/定义PB2、PB3为输入PORTB&=(BIT(2)|BIT(3);/将PORT置0，没有上拉电阻4、按位进行操作举例五：将PB2、PB3定义为输入，不带上拉224、按位进行操作n举例六：将PB2、PB3定义为输入，带上拉电阻。即没有引用这些引脚时，缺省值为高电平SFIOR&=BIT(PUD);/SFIOR寄存器的上拉电阻控制位PUD置0，在整个代码中，这句话

11、可以不出现，或仅出现一次即可。因为它是一个控制全部上拉电阻的控制位。DDRB&=(BIT(2)|BIT(3);/定义PB2、PB3为输入PORTB|=BIT(2)|BIT(3);/将PORT置1，满足上拉电阻的另一个条件4、按位进行操作举例六：将PB2、PB3定义为输入，带上拉电234、按位进行操作n举例七：DDRB=BIT(0)|BIT(1)与DDRB|=BIT(0)|BIT(1)的区别假定在执行上面两句指令前，DDRB的状态为：10000000如果执行DDRB=BIT(0)|BIT(1)，DDRB的状态变为：00000011如果执行DDRD|=BIT(0)|BIT(1)，DDRB的状态变为

12、：10000011前一句会先清空以前的所有状态，后一句保留前面的状态。在实际应用中，后一句更常用。4、按位进行操作举例七：244、按位进行操作n举例八：将第三位置1，除了用BIT(3)，还有其它的表达方法吗？DDRB|=BIT(3);DDRB|=13;DDRB|=0 x08;DDRB|=0b00001000;4、按位进行操作举例八：将第三位置1，除了用BIT(3)，还25一些特殊用法nPIND&(1PD5)这条语句其实是告诉编译器，在处理的时候把这个处理成位操作指令。nPD5就是头文件里面定义的，实际数值是数字5；n把5代替PD5，其实就是15，用二进制来看的话：00000001被左移了5位，

13、结果就是00100000。nPIND&00100000的结果其实就是取PIND.5这一位。一些特殊用法PIND&(1PD5)26n上一节课，我们学习的按钮读取的程序中出现nif(PINA&(1PA0)=0)PORTD=(1PD0);其中if语句里的逻辑值，PINA&(1PA0）等效于10,把1左移0位，那么就是00000001，然后PINA&000000001，最终的结果就是判断第0位PA0。回忆求与运算的规则，假设PA口接了很多按钮，读回来的状态是11110010，此时，由于&00000001之后，实际将高位屏蔽了，剩下就是最末尾，0和1求运算。上一节课，我们学习的按钮读取的程序中出现27读

14、取PC2口的数据n假设PC口接了若干设备，当前状态是11110010，而我们现在要读取第3位即PC2，则11110110PA2口的当前值00000100通过(1PA2）得出的值那么if(PINC&(1PC2)=0)实际上就读出了PC2的值求与后，最终变成00000000读取PC2口的数据假设PC口接了若干设备，当前28三、实验n结合上节课的循环语句。用MEGA168单片机，接4个LED灯（共阴极）和2个按钮.按钮一则4个灯从上到下闪一遍，按按钮2则从下到上闪一遍。n做完的同学请修改为把LED改为共阳极。按键1为从上到下，闪烁次数为三遍。按键2为，每按一次，所有灯取反(原来亮的灭，灭的变亮）。三、实验结合上节课的循环语句。用MEGA168单片机，接4个29