AVR單片機位操作的C語言編程實現(xiàn)

1、第第 頁共4頁電子報/2011年/I月/16日/第015版智能電子AVR單片機位操作的C語言編程實現(xiàn)湖北曾安君一、常規(guī)方法AVR單片機的各類教材或編程應(yīng)用參考資料，對介紹的端II位操作方法不外乎宏定義及整體和某個常吊湘或、相與來實現(xiàn)某一單個位狀態(tài)的改變。如:PORT&=(11)：等價J:PORTB&=oxfd：作用是PB1清零而其余位不變。與之類似的還有：PORTB1=(14)；PB4置位，其余位不變。PORTBA=(14)；PB4翻轉(zhuǎn)，其余位不變。上述方法，無論是常屋值參與還是移位操作，用起來總嫌麻煩，不夠直觀，且具體常崑值還需人工推算，易出錯。移位操作生成的目標(biāo)代碼偏人，在人鼠運用時，占用

2、系統(tǒng)內(nèi)存或flash空間，執(zhí)行效率低。以筆者實際運用效果來看，宏定義比較好。筆者也偏好運用宏定義。C編譯器在編譯Z前會事先進行宏替換，所以，如果宏定義講究一些技巧，則代碼執(zhí)行效率將得到較人提升，編程時，操作也得心應(yīng)手。常規(guī)參考手冊或資料，建議用以I、宏定義：#definePAO0#definePAI1#definePA22#definePA33#definePA44#deffinePA55#definePA66#definePA77#defineCPL_BIT(x、y)(xA=(1y)#dcfineSET_BIT(x、y)(xl=(ly)#defineCLR_BIT(x、y)(x&=(lvy)

3、#defineGET_BIT(x、y)(x&=(ly)如此宏定義之后，可構(gòu)成一個頭文件，然后加入到新建工程文件中(編譯器用ICC的ICC6.31A),但Z前需包含和應(yīng)單片機的頭文件，如:MCU為AT-MEGA48,則最先包含iom48V.h之后，再包含此自制頭文件，即可在程序中運用：CPLBIT(PORTA.PA2)；/PB2取反GET_BIT(PORTA.PA6)；讀取PA6的狀態(tài)CLR_BIT(PORTA.PA5)；清零PA5SETBIT(PORTA.PAl)；/PA1置1此法在運用時，依舊用了移位操作，只是為了方便程序操作，筆者只在小規(guī)模程序中運用。I、而，筆者將充分利用C語言自身的強人

4、位運算能力和指針相結(jié)合，構(gòu)建一個ICC6.31A平臺卜的位定義頭文件，希望能給大家一些啟示。首先明確幾個基本概念:位域、地址綁定，和Volatile限定關(guān)鍵字。在ICC631A的安裝目錄中有個in-elude文件夾，里而有大屋編譯器開發(fā)人員已為我們開發(fā)好的各類AVR單片機預(yù)定頭文件，卜面是iom48v.h頭文件。AVR的ATMEGA48MCU頭文件iom48v.h中關(guān)其端II地址定義部分：/*PortB*/#definePINB(*(volatileunsignedchar*)ox23)#defineDDRB(*(volatileunsignedchar*)oxx24)#definePORTB

5、(*(volatileunsignedchar*)ox25)/*PORTC*/#definePINC(*(volatileunsignedchar*)ox26)#defineDDRC(*(volatileunsignedchar*)ox27)#definePORTC(*(volatileunsignedchar*)ox28)/*PortD*/#definePIND(*(volatileunsignedchar*)ox29)#defineDDRD(*(volatileunsignedchar*)ox2A)#definePORTD(*(volatileunsignedchar*)ox2B)注:每個

6、端II均有PIN、DDR、PORT三個八位寄存器簡要概括如下:Volatile一詞用來規(guī)定C編譯器不允許對其限定的變堂進行優(yōu)化處理。如：#definePORTB(*(volatileunSignedchar*)ox25)這句宏定義要結(jié)合iom48v.h頭文件來看，在前而有該頭文件關(guān)丁各端II寄存器的定義。上述宏語句中，ox25被強制轉(zhuǎn)化為一個指針常彊，實際上，上述宏定義的意義為:PORTB被強制定義在地址ox25,即定義了一個無符號字符型變量PORTB,且被強制綁定在ox25地址上。其他語句依此類推。有了這個概念之后，再來了解一下C語言中位域的定義。標(biāo)準(zhǔn)C語言中，可以定義一個特殊的結(jié)構(gòu)，位域，

7、允許對定義的結(jié)構(gòu)中的單個位進行操作?；緲?gòu)成如卜：位域:stnict位域結(jié)構(gòu)名位域列表；)位域類型變量名；卜面是筆者給出的位域定義等的頭文件，在自定義位操作頭文件中定義了一個位域BYTE_BITo相關(guān)詳細架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)請參考C語言規(guī)范，在此不再多述，只是希望人家對此有人概了解。自定義avr_bit.h頭文件(節(jié)選,以ATMEGA48為例，定義其BII)定義位域tyoedefstnictByteBitunsignedBitO:1；unsignedBitl:l；unsignedBit2:l:unsignedBit3:l；unsignedBit4:1；unsignedBit5:l；unsignedBit6

8、:1；unsignedBit7:l；)BYTE.BIT：/BI1宏定義，此值參見相應(yīng)頭文件。#define_PINBox23#define_DDRBox24#definePORTBox25定義B端口每個位，進行地址綁定。#definePINB_BITO(*(voIatileBYTE_BIT*)(_PINB).BTTOPINB.BITlBIT1#dcfincPORTB_BITO(*(volatiIcBYTE_BIT*)(_PORTB)BITOPORTB_BIT1BIT1#defineDDRBBITO(*(volatilcBYTE_BIT*)(_DDRB)BITODDRB_B1T1Bill對各端L

9、I依同一規(guī)律均進行各位的定義即可。結(jié)合頭文件的和關(guān)定義，重新對其特定地址進行另外的綁定，結(jié)合位域的概念，進而一步步將各寄存器由一個字節(jié)分成了可操控的8個位。在上述文件中，筆者僅表述了B端II。另外，Atmega48的端門不完全，只有B、C、DII,沒有All,且Dll為8位，CII為6位，BII為7位，若外接晶體，則PB6和PB7不能另作端II運用。所以，端II很不完整，但為了保持位域完整性和一致性，便丁理解，將B、C、D三門均作8bit對待。實際操作時，千萬注意不要去操作那些實際不存在的位。當(dāng)然，若感興趣，人家可改動頭文件相關(guān)定義，來完善它。為驗證這個頭文件，筆者很快編寫了一個測試程序Bee

10、p.c,具體如卜：Beep.c程序代碼#include#includeavr_bith”包含自定義頭文件#definetime40000Voidbeepcunsignedint)；Voidporting)：Voidmain()：while(l)portint();beep(time);1)Voidbeepcunsignedintr)/蜂鳴器發(fā)聲函數(shù)unsignedinti；PORTB_BIT0=0；/PBO輸出低電平fori=rjoa.)PORTB_BITO=1；/PBO輸出高電平for(i=r；i0；i.)voidportint()端II初始化函數(shù)DDRB_BITO=1:/PBO為輸出狀態(tài)P

11、ORTB_BITO=0:/PBO輸出“0”1在電路拓撲中，在ATMEGA48的PB0腳，即（14）腳外接一只三極管（接b極）由三極管去控制只蜂鳴器。程序很簡單。為了更直觀，在PORTBII其他不用的引腳上均接了發(fā)光二極管，此時,在測試程序中，將端II初始化函數(shù)語句改為:DDRB=oxff：PORTB=oxOO；（或PORTB=oxff：視二極管接法而定），由二極管配合蜂鳴器來觀察PBO位是否能單獨動作。當(dāng)然，運用此位定義頭文件，可實現(xiàn)單片機任一口的任一位的位操作。二、擴展運用基上述原理，結(jié)合C語言取地址運算符&,不難實現(xiàn)一個通用位定義頭文件，來適合所有AVR單片機，只是代碼較為復(fù)雜。大家不妨自己試試。注意一點:以上頭文件，筆者是參考ICC6.31A編譯器的include文件夾定義的，在使用前，請首先包含系統(tǒng)提供的MCU頭文件，并將自定義頭文件復(fù)制到所建工程中，然后，就可運用自如To就目前使用情況來看，使用AT-MEGA48/16/128的MCU較多，所以即便是定義3個對應(yīng)的位操作頭文件，也是可以的。通用型文件往往體積較人，編制麻煩，可讀性差，不適合普通愛好者。在本文中，筆者對J-AVR單片機的位操作端II編程提