ATmega16单片机端口讲解新

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发光二极管限流电阻的选取：
如图所示：可以求出限流电阻的取值范围。
R max 5 5 1 1.0 9 3 600
Rmin
52.5 50 10 3
50
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ATmega16端口的输入/输出电 流：
端口设置
输入电流
灌电流 (吸收电流)
输出电流
输入 输出 输出
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动态显示驱动
静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的 每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用 如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点 是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动 5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，实际 应用时必须增加译码驱动器进行驱动，我们常用74LS164/ 74HC595来驱动数码管。
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2.2、端口寄存器讲解
位[7:0]：PA口的每一位的输入或输出定义。 0: 表示该位为输入方式。 1: 表示该位为输出方式。
位[7:0]：PA口输入缓冲器的值。 0: 该位输入为0。 1: 该位输入为1。
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位[7:0]：PA口输出缓冲器的值。 0: 该位输出为0。 1: 该位输出为1。
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共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成 共阴极(COM)的数码管。
图2-6 共阴数码管
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②、数码管的判别：
共阳数码管在判别时应将公共极COM接到+5V，当某一 字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当 某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴数码管在判别时应将公共极COM接到地线GND上， 当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点 亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
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③、数码管的驱动：
数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的 各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的 驱动方式的不同，可以分为静态和动态两类静态显示驱动。
①、数码管的分类 ②、数码管的判别 ③、数码管的驱动 ④、数码管的字型码
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①、数码管的分类：
按发光二极管单元连接方式分为： 共阳极数码管 共阴极数码管
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共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成 共阳极(COM)的数码管。
图2-5 共阳数码管
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图2-1
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图2-2
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下图2-3为AVR系列单片机端口结构示意图，每组 IO口配备三个8位特殊功能寄存器，它们分别是方向控 制寄存器DDRx（x代表A～D），数据寄存器PORTx，和 输入引脚寄存器PINx。例如端口A的特殊功能寄存器为 DDRA、PORTA和PINA。
① 同步数字输出。作为输出时，总线给方向寄存器D触 发器F9写1，三态门F1打开，总线来的数据经D触发器F10到 达输出端Pxn，此时上拉电阻是关断的。
② 数字输入。作为输入时，总线给方向寄存器D触发器 F9写0，三态门F1关断，上拉电阻根据需要由PUD选择是否 导通，在休眠信号SLEEP无效时，模拟开关M1打开，MOS管 T2截止，从Pxn来的输入信号经整形电路F7和同步锁存器进 入三态门F4成为同步输入信号。
第2篇 端口设计
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目录
2.1、端口结构介绍 2.2、端口寄存器讲解 2.3、端口实例讲解
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2.1、端口结构介绍
结构介绍：
AVR系列单片机的IO端口结构比基本51系列单片机的 端口要复杂一些，以ATmega16单片机为例，它有4组8 位IO端口，分别是PORTA、PORTB、PORTC和PORTD。
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2.3、端口实例讲解
2.3.1、流水灯设计 2.3.2、数码管设计 2.3.3、单一按键设计 2.3.4、矩阵键盘设计
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2.3.1、流水灯设计
1、发光二级管的知识讲解 2、设计任务 3、硬件设计 4、软件算法设计HENLI
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③ 模拟量输入输出。在模拟量输入输出模式下， 通过设置使上拉电阻、三态门F1和模拟开关M1都处于 关断状态，管脚Pxn直接连通单片机内部相关模拟量输 入输出单元，为单片机内部模拟比较器、A/D转换器及
D/A转换器等功能单元提供与外围连接的通道。
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引脚状态说明 上拉无效，为高阻状态 上拉有效，外部引脚拉
低输出电流
推挽0输出，吸收电流
推挽1输出，输出电流
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设计任务：
序号
实例要求
例1 流水灯端口直接闪亮
例2 流水灯顺时针转
例3 流水灯逆时针
例4 按键控制转向
例5 按键控制流水灯间隔数1
例6 按键控制流水灯间隔数2
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硬件设计：
图2-4 硬件设计
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顺时针设计算法：
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逆时针设计算法：
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2.3.2、数码管设计
1、数码管基础知识讲解 2、设计任务 3、硬件设计 4、软件设计
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1、数码管基础知识讲解：
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1、发光二级管的知识讲解
发光二极管限流电阻的选取：
发光二极管的参数与普通二极管大致相同，我们要掌握 的是它的开启电压和工作电流。电流太大容易烧毁，太 小亮度不够。以磷化钾做成的LED为例：
开启电压：VF1.9～2.5v
工作电流： Im ax50mA
允许最大电流：5～2m 0 A
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图2-3 AVR系列单片机端口结构
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通过这组寄存器，我们可以使每个端口实现双向数字 IO通道或双向模拟量通道功能。ATmega16单片机的大部分 端口具有除基本IO功能外的第二功能，关于第二功能的使 用这里不作介绍。下面说明端口的基本IO输入输出和模拟 量输入输出的工作过程。