avrI/O 端口操作和上拉电阻

说明：本节重点介绍真正双向端口操作的方法，及与伪双向端口操作的不同。跑马灯例子。建议先看跑马灯，再绕回来看前面的介绍。

AVR端口是真正的双向端口，不像51伪双向。这也是AVR的一项优势，只是操作时大家注意DDRn就可以了。真正双向端口在模拟时序方面不如伪双向的方便。
DDRn PORTn PINn 解释：n为端口号：ABCDE
DDRn：控制端口是输入还是输出，0为输入，1为输出。个人记忆方法：一比零大所以往外挤，即1为输出，0为输入。
PORTn：从引脚输出信号，当DDRn为1时，可以通过PORTn＝x等端口操作语句给引脚输出赋值。
PINn：从引脚读输入信号，无论DDRn为何值，都可以通过x＝PINn获得端口n的外部电平。
当引脚配置为输入时，若PORTxn 为"1“，上拉电阻将使能。内部上拉电阻的使用在键盘扫描的时候还要说到。
端口更详细功能及介绍以及端口第二功能请参考数据手册。
端口引脚配置
DDxn PORTxn PUD (in SFIOR) I/O 上拉电阻 说明
0 0 X 输入 No 高阻态 (Hi-Z)
0 1 0 输入 Yes 被外部电路拉低时将输出电流
0 1 1 输入 No 高阻态(Hi-Z)
1 0 X 输出 No 输出低电平 ( 漏电流)
1 1 X 输出 No 输出高电平 ( 源电流)

如果有引脚未被使用，建议给这些引脚赋予一个确定电平。最简单的保证未用引脚具有确定电平的方法是使能内部上拉电阻。但要注意的是复位时上拉电阻将被禁用。如果复位时的功耗也有严格要求则建议使用外部上拉或下拉电阻。不推荐直接将未用引脚与VCC 或GND 连接，因为这样可能会在引脚偶然作为输出时出现冲击电流。
下面我们来看例子：
void port_init(void)
{
PORTA = 0x03;
DDRA = 0x03;
PORTB = 0x00;
DDRB = 0x01;
PORTC = 0x00;
DDRC = 0x00;
PORTD = 0x00;
DDRD = 0x00;// 建议赋值为零
}

PORTA = 0x03;DDRA = 0x03;这两句使PA口的PA1和PA0处于输出状态，PA7—PA2处于输入状态，因为先定义了PORTA=0x03，PA1和PA0的内部上拉电阻也使能了,虽然后来DDRA = 0x03。为什么捏,也许我们可以这么认为:DDRA默认都是输入的,但只要先定义PORTxn的某些位为1,就使能了上拉电阻,不需要管后面的DDRA设置为输入还是输出.这里的0x03即二进制的00000011，从左到右对应于Pn7--Pn0八个IO口。

通过跑马灯程序来深入理解IO口的操作：
// ICC-AVR application builder : 2007-9-14 2:26:57
// Target : M16
// Crystal: 11.059Mhz
// 出处：arm9.cn/article.asp?articleid=202">http://www.arm9.cn/article.asp?articleid=202
#include
#include

void port_init(void)
{
PORTA = 0x00;
DDRA = 0x00;
PORTB = 0x0F; //PB0-3口设为输出高电平，灯灭
DDRB = 0x0F; //PB0-3口设为输出
PORTC = 0x00; //m103 output only
DDRC = 0x00;
PORTD = 0x00;
DDRD = 0x00;
}

//Crystal: 7.3728Mhz下的延时100us的延时函数
void _delay(unsigned char n)
{
unsigned char i,j;
for(;n!=0;n--) //n*10ms
{
for(j=100;j!=0;j--) //100us*100=10ms
{
for(i=147;i!=0;i--) //delay 100us
;
}
}
}
// 这个是精确的11.059Mhz下的延时函数
// http://www.willar.com/forum_view.asp?forum_id=25&view_id=6356
void delay_ms(unsigned int n)
{
unsigned int i;
for(i=n;i>0;i--)
delay_1ms();
}

void delay_1ms(void)
{
unsigned char i;
for(i=114;i>0;i--);
}

//call this routine to initialize all peripherals
void init_devices(void)
{
//stop errant interrupts until set up
CLI(); //disable all interrupts
port_init();

MCUCR = 0x00;
GICR = 0x00;
TIMSK = 0x00; //timer interrupt sources
SEI(); //re-enable interrupts
//all peripherals are now initialized
}

void main(void)
{
unsigned char i,j,k;
//init_devices();
PORTB=0x0F; //PB口设为输出高电平，灯灭
DDRB=0x0F; //PB口设为输出
while(1)
{
i=1;
for (j=0;j<4;j++) //循环4次，即PB0~~PB3轮流闪亮
{
PORTB=~i; //反相输出,低电平有效,对应的灯亮
for (k=0;k<10;k++)
delay_ms(1000); //延时 100*10=1秒，可自行调节
i=i<1; //左移一位,I的值将向下面的列表那样变化
// 0b00000001 PB0
// 0b00000010 PB1
// 0b00000100 PB2
// 0b00001000 PB3

// 0b00010000 PB4
// 0b00100000 PB5
// 0b01000000 PB6
// 0b10000000 PB7
}
}
}

其他IO口操作指令：

void main(void)
{
PORTA=0xff;
DDRA=0xff; //输出 模式 ，IO口上拉电阻有效，1为输出，0为输入。
PORTA=0xf0; //等以下三条指令只对操作符号右边的数字位是一的位操作。
PORTA&=~0x70; //清零 0x70为 01110000 ，即把654三位清零，其余数位不变。
PORTA|=0x77; //置一 0x77为 01110111 ，即把654210六位置一，其余数位不变。
PORTA^=0x70; //翻转 如果是零变成1，是一变成0。
(P & 0x80)==0x80; //按位与 判断p的第七位是否是一,是则成立
}