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单片机外围功能电路控制的基础知识

作者:时间:2017-10-14来源:网络收藏

  在《嵌入式编程之的基本构成、工作原理》《嵌入式编程之的外围功能电路》的编程语言和开发环境》,我们一起学习了单片机的硬件和编程语言以及开发环境等。本文将带大家学习单片机的外围功能电路控制的基础知识。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/366330.htm

  () Special Function Registers

  单片机中有象箱子功能一样的地方,我们称为寄存器,用来暂存数据。寄存器的种类有程序计数器、通用寄存器、以及(特殊功能寄存器)等。

  主要用来设定外围功能电路(计数器或串行端口、通用I/O等)的工作方式,确认其工作状况,并对其进行控制的。也就是说SFR并非仅仅只是用来保存数据的“箱子”。通过改变保存在“箱子”里的数据,不仅可以改变外围功能电路的动作方式,而且“箱子”里的数据也将随着外围功能电路的工作状況而改变。

  控制外围功能电路的基础知识

  下面以通用I/O为例来说明单片机对外围功能电路的控制。通用I/O具有以下功能:

  输出功能:可以输出高电平电压或低电平电压

  输入功能:可以读出输入到引脚的电压电平

  首先来看输出功能的控制。图1中的引脚A是一个通用I/O。

  如果向引脚A的寄存器(SFR)

  写入0,则引脚A的输出电压将为低电平(0V)。

  写入1,则引脚A的输出电压将为高电平(5V)。

  

  图1: 通用I/O的输出功能

  如果将图1的引脚A连接一个LED,就可以构成一个控制LED的电路(见图2)。此时,向寄存器(SFR)写入0则LED亮灯,输入1则LED熄灭。虽然这是一种很简单的动作,但却反映了单片机对各种外围功能电路进行控制的基本原理。利用这种功能,就可以完成象电机的ON/OFF一样的开关作用(由于通常的单片机上不能流过驱动电机运行的大电流,所以还需另行准备用FET或晶体管作成的电机驱动电路)。另外,如果使用多个通用I/O端口,就可以完成更加复杂的控制。

  

  图2:通用I/O的LED控制电路

  接下来看输入功能(图3)。

  如果向引脚A输入低电平电压(0V),就会从寄存器(SFR)读出0。

  如果向引脚A输入高电平电压(5V),就会从寄存器(SFR)读出1。

  即,读取寄存器(SFR)的值,就可以判断外部电压是低电平电压还是高电平电压。

  

  图3:通用I/O的输入功能

  图4:通用IO输入功能构成的开关电路

  使用通用I/O的输入功能构成图4所示的电路,单片机就可以判断出开关(S)的状态。

  当开关(S)断开时,电源电压通过上拉电阻(R),连接到引脚A(相当于输入高电平电压),寄存器(SFR)将的值变为1。

  当开关(S)关闭时,引脚A被连接到低电平电压,寄存器(SFR)的值变为0。

  单片机通过读取引脚A的寄存器(SFR)的值,是“1”还是“0”,可以判断外部开关(S)是断开还是关闭状态。

  

  图4:通用IO输入功能构成的开关电路

  单片机上搭载了各种功能的SFR。通过程序来更改或读出这些功能寄存器的值,就可获知单片机的信息,而对进行控制。所以可以说,SFR就象是单片机的五官或者手脚。



关键词: 单片机 SFR 外围电路

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