PIC18系列单片机I/O端口操作寄存器及应用
21ic 2023-12-04

试验芯片:Microchip PIC 18F4550

集成开发环境:MPLAB IDE v8.53

编译器:Microchip C18

PIC18系列单片机是美国微芯公司(Microchip)8位单片机系列中的高档系列,其任一I/O引脚允许的最大灌电流或最大拉电流达25mA,可以直接驱动LED和继电器。PORTA、PORTB和PORTE的最大灌电流或最大拉电流总和为200mA,PORTC和PORTD的最大灌电流或最大拉电流总和为200mA,PORTF和PORTG的最大灌电流或最大拉电流总和为100mA(注:PIC18F4550没有这两个端口)。

单片机和外设的交互都是通过I/O端口进行,每个I/O端口均有三个操作寄存器:

1、TRISx———数据方向寄存器

用来控制I/O引脚的方向,即用来控制PORTx是输入还是输出。

2、PORTx——— 端口寄存器

用来锁存输出数据。当读PORTx时,器件直接读I/O引脚电平(而不是锁存值)。

3、LATx——— 输出数据锁存器

写端口就是写该锁存器(LATx)。数据锁存器也可以直接读写。如果外设没有使用该引脚,并且TRISx位配置该引脚为输出,则将锁存器内的数据输出到引脚。

在复位状态下,TRISx的复位值为0xff,即TRISx寄存器的8个位(D0 ~ D7)的值均为1。此时相应的PORTx引脚被定义为输入,相应的输出驱动器呈现高阻状态。设置为0时表示相应的引脚定义为输出。

这里应注意的是写PORT就是写LAT,但读PORT和读LAT不同。读PORT读的是引脚的状态,无论该引脚设置为输入引脚还是输出引脚。而读LAT得到的是输出数据锁存器的存储值,读LAT得到的值可能和读PORT得到的值存在不同。

在Microchip C18中,I/O端口三个操作寄存器可以按位(bit)操作,也可以按字节(byte)操作。

如端口B的方向寄存器用TRISB(或DDRB)表示,某一位用TRISBbits.TRISB0(或DDRB bits.RB0)表示。字节用TRISB(或DDRB)表示。

如端口B的PORT寄存器用PORTB表示,某一位用PORTBbits.RB0表示。字节用PORTB表示。

如端口B的输出数据锁存器用LATB表示,某一位用LATBbits.LATB0表示。字节用LATB表示。

由于芯片复位后,LATx(PORTx)锁存器的值是随机的,为了排除I/O引脚电平出现毛刺的可能性,在初始化端口时,首先初始化该PORT的数据锁存器(LAT或PORT寄存器),然后再初始化数据方向寄存器TRIS。

下面用一个实例说明一下具体应用,下图PIC18F4550与电源、晶振和发光二极管组成一个最简单的8位单片机系统,要求同时点亮8个发光二极管。

首先可以选择按位操作的方法实现。不难看出,按位操作实际不是真正实现同时点亮与PORTB相连的8个发光二极管,只是发光二极管发光的延时效应掩盖了依次点亮的事实,使得最终效果达到了同时点亮。以下是按位操作方式的实现代码。

#include

void main(void)

{

  PORTBbits.RB0=1;

  TRISBbits.TRISB0=0;//点亮第1个LED

  PORTBbits.RB1=1;

  TRISBbits.TRISB1=0; //点亮第2个LED

  PORTBbits.RB2=1;

  TRISBbits.TRISB2=0; //点亮第3个LED

  PORTBbits.RB3=1;

  TRISBbits.TRISB3=0; //点亮第4个LED

  PORTBbits.RB4=1;

  TRISBbits.TRISB4=0; //点亮第5个LED

  PORTBbits.RB5=1;

  TRISBbits.TRISB5=0; //点亮第6个LED

  PORTBbits.RB6=1;

  TRISBbits.TRISB6=0; //点亮第7个LED

  PORTBbits.RB7=1;

  TRISBbits.TRISB7=0; //点亮第8个LED

  while(1);

}

其次可以按字节操作来实现,代码比按位操作要简单很多,而且真正实现了同时点亮的要求。以下是按字节操作方式的实现代码。

#include

void main(void)

{

  PORTB=0xff;

  TRISB=0x00;//点亮8个LED

  while(1);

}


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