AVR开发 Arduino方法（一） 端口子系统

　　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 IDE提供的Blink示例可以帮助我们了解端口的数字输出功能： 

 1 // Blink.ino

 2 int led = 13;

 3 

 4 void setup() {

 5   pinMode(led, OUTPUT);

 6 }

 7 

 8 void loop() {

 9   digitalWrite(led, HIGH);

10   delay(1000);

11   digitalWrite(led, LOW);

12   delay(1000);

13 }

 　　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：

1 // Blink_reg.ino

2 void setup() {

3   DDRB |= (1 << PB5);

4 }

5 

6 void loop() {

7   PORTB ^= (1 << PB5);

8   delay(1000);

9 }

　　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：

　　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：

 1 // DigitalInputPullup.ino

 2 void setup() {

 3   pinMode(2, INPUT_PULLUP);

 4   pinMode(13, OUTPUT);

 5 }

 6 

 7 void loop(){

 8   int seneorVal = digitalRead(2);

 9 

10   if (sensorVal == HIGH) {

11     digitalWrite(13, LOW);

12   }

13   else {

14     digitalWrite(13, HIGH); 

15   }

16 }

　　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：

 1 // DigitalInputPullup_reg.ino

 2 void setup() {

 3   DDRB |= (1 << PB5);

 4   DDRD &= ~(1 << PD2);

 5   PORTD |= (1 << PD2);

 6 }

 7 

 8 void loop() {

 9   if (PIND & (1 << PD2)) {

10     PORTB &= ~(1 << PB5);

11   } else {

12     PORTB |= (1 << PB5);

13   }

14 }