第5章s12输入输出口

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1、第5章 S12并行输入/输出接口,5.1 I/O端口功能简介 I/O端口：即输入/输出端口，是MCU与外界进行交互的重要通道，实现各种接口。 5.1.1 I/O端口简介 MC9SDG128有丰富的I/O引脚，多功能、多复用,A口、B口、E口、K口： （扩展方式时，可作总线） PORTA(07) PORTB(07) PORTE(07) PORTK(05),H口、J口、M口、S口、P口、T口： （复合功能，优先权左右递减 ） PORTH -SPI/GPIO PORTJ -CAN/I2C/GPIO PORTM -CAN/BDLC/GPIO PORTS -SCI/SPI/GPIO PORTP -PWM

2、/SPI/GPIO PORTT -ECT/GPIO 注：GPIO=通用并行输入/输出,MCU,5.1. I/O端口功能 通过设置相应寄存器，实现以下功能： DDR寄存器 - 数据方向，定义是输入还是输出； I/O寄存器 - 数据寄存器，定义输出电平的高低； PORTA、PORTB 、PTS 、PTH； RDR寄存器 - 定义驱动能力； PER寄存器 - 当I/O口作为输入口时，定义是否使能内部上拉或下拉； PIE寄存器 - 禁止、允许端口中断； PPS寄存器 - 上下拉选择： 1、PER有效时，选择上拉还是下拉 2、端口中断允许时，选择上升沿还是下降沿触发,输入电路框图,5.2 I/O端口设置

3、 1. A口、B口、E口、K口 数据方向寄存器DDRA、DDRB、DDRE、DDRK 某位：0-输入，1-输出 数据寄存器PORTA、PORTB、PORTE、PORTK 读时：各位得到外部引脚的逻辑电平；（数据方向为输入时） 写时：各位数据锁存，并更新外部引脚的逻辑电平； 上拉控制寄存器PUCR(8位同时上拉或无拉电阻） 4口共用，PUPAE、PUPBE、PUPEE、PUPKE位为1使上拉；0无 降功率驱动控制寄存器RDRIV（8位同时全功率或降功率） 4口共用，RDPA、RDPB、RDPE、RDPK位为使输出降功率；0不降,2. H、M、P、S、T 口,DDRx :数据方向寄存器 LDAA

4、%11110000 STDA DDRH ；高输出；低输入。 PTx : I/O寄存器 STDA PTH LDAA PTH ；高4位输出锁存数据；低4位引脚逻辑 PTIx 输入寄存器（只读寄存器） DDRx=0，反映输入引脚电平高低； DDRx=1，反映引脚超载或短路 ，1：异常，0：正常； LDAA PTIH ; RDRx 低功耗驱动寄存器 0：正常输出； 1：正常的1/6 LDAA #$F0 ; STAA RDRS PERx 上下拉使能寄存器（是否允许上下拉功能使用） 0：禁止上拉或下拉 ； 1：允许选择上拉或下拉电阻； LDAA #%10101010 ; STAA RDRS,条件：P、J、

5、H(有中断功能端口）且中断使能。 =1：满足上下拉使能且输入前提下，定义引脚为 下拉，上升沿引发中断； =0：满足上下拉使能且输入前提下，定义引脚为 上拉，下降沿引发中断；,PPSx 上下拉选择寄存器 (选择具体是上拉还是下拉),列： LDAA #$00 STAA DDRP ; P口输入 LDAA #$FF STAA PERP ；P口上下拉使能 LDAA #$0F STAA PIEP ；P口低4位中断使能 LADA #$0F STAA PPSP ；高4位上拉，无中断； ；低位下拉， 上升沿引发中断；,条件：引脚定义为输入并且上下拉使能(PERx) ； 0：上拉 ； 1：下拉,3.其它I/O A

6、D口：作为A/D转换模块的模拟量输入口和外界触发脉冲的输入口,也可以做为普通输入口，PORTAD0,PORTAD1 注： 各寄存器，复位默认值：0000 0000B； 各口的数据方向为输入时，内部上、下拉才可设置有效； 各口的数据方向为输出时，内部上、下拉被禁止； 各寄存器的均有实际存储地址，但编程时使用寄存器名字即可 PORTADx 仅能输入，没有数据方向寄存器。,作通用I/O口时与前述类似，作其它功能略过。,5.3 人机交互接口设计 MCU与外设如何连接-接口，解决信息传递、控制交互 输入设备-如按键、开关，键盘等； 输出设备-如LED灯、蜂鸣器、LED数码管、LCD显示屏等； 基本原则：

7、由外设确定硬件接口+软件配合。 【例】点亮LED灯，并使蜂鸣器发声。,;* ORG $1000 main: START: LDAA #$FF STAA DDRB ;设置 LDAA #$FE STAA PORTB ;输出 BRA *,5.3.1 独立式按键接口 前图中拨位开关换为按键即可；程序也同前。 硬件-开关输入低有效，上拉，S12可直接用内部上拉 软件-查询式，逐位检测每个I/O引脚状态； 独立式按键结构-检测简单；占用I/O引脚多。按键数目较少时用 5.3.2 按键去抖动 抖动问题：按键在按下或抬起时，由于机械弹性的影响，通常所按的键在闭合位置和断开位置之间抖动几下才稳定下来。抖动持续的

8、时间因操作者和按键特性而异，一般为510ms。 去抖动：克服检测误判 硬件方法-按键后端加双稳态触发器 软件方法-检测到有键按下时，延时1020ms左右再检测，若该键保持在按下状态，则确定为按键按下；松按检测同理。 注：通常使用软件去抖动 键盘的其它问题还有：一键多能、多键同按,;* 按键检查子程序：无键输入直接退出，有键输入时等松手后退出 ;* 出口参数：Key_numb 按键号， 0 无键，14 键号 Test_key: PSHA ;独立式按键 MOVB #0, Key_Numb LDAA PORTA ORAA #$F0 ;屏蔽高4位影响 COMA BEQ Test_key_RTS ; 无

9、键输入，直接退出 JSR DELAY_20MS LDAA PORTA ; Test_key_NEXT: INC Key_Numb LSRA ; 查键号,条件控制循环 BNE Test_key_NEXT Test_key_LP1: LDAA PORTA ; 判松手 ORAA #$F0 COMA BNE Test_key_LP1 ；未松手则继续 JSR DELAY_20MS Test_key_RTS: PULA RTS,补充：多分支结构程序设计 ; 根据键号执行相应子程序。 KeyMain: JSR Key16 LDAA Key_Numb LSLA ; A= A * 2 （分支编号） LDX #J

10、mp_Table LDY A, X JMP Y Jmp_Table: FDB Key0Sub FDB Key1Sub . FDB Key16Sub Key0Sub: RTS ; 无键输入 Key1Sub: RTS Key16Sub: RTS,5.3.3 矩阵式键盘接口 也叫行列式键盘，行、列交叉处跨接按键；2x8,4x4,4x8,8x8等 按键响应方式：主程序循环查询、中断后检测,按键检测方法： (1)行扫描法 右图，原理： 1、全扫描 各行送“0”，查是否有键按下 2、逐行扫描 逐行送“0”，确定哪行、哪列键按下 (2)行反转法,键值计算方法（以符号“1”为例）,0,0,键值计算方法（以符号

11、“8”为例）,1,1,问题：如果输入是A口低4位，输出高4位 键值是$BD,键值计算 按前图的接法可以得出键值表，如右。键值可以通过扫描法获得，由键值通过查表法编程得到真正定义值。 （即书例5-6） 行扫描法汇编程序,; 读键盘口：入口: B = 输出行号 ; 出口：A = 列值及相关标志位 ; DDRA= $F0，PA0PA3输入（列）；PA4PA7输出（行）； ；条件 A 内部上拉电阻，按键有效时为“0” InKeyPort: STAB PORTA LDAA PORTA ORAA #$F0 ；高4位无用，屏蔽 COMA ；高4位始终为$0 RTS 程序分析： B=0时，4行A口输出4个低电

12、平，如果有按键， 则A口输入端 必定有一个以上0返回，判断有无键按下； 如果无键按下， A 返回时零 当B=7,3,1，0时，可以分别测试1，2，3，4行是否有建按下； 取反指令使得有键按下时A寄存器位非零；,; 读键盘口：入口: B = 输出行号 ; 出口：A = 列值及相关标志位 ; DDRA= $F0 InKeyPort: STAB PORTA LDAA PORTA ORAA #$F0 COMA RTS ;非编码键盘：无键输入退出。 ;出口参数：Key_numb0无键，116键号 Key16: PSHD MOVB #0, Key_Numb CLRB ;测试所有4行 BSR InKeyPo

13、rt ；判断有无键 BEQ Key16_RTS ; 无键退出 JSR DELAY_20MS LDAB #$7F ；开始逐行扫描 K16NL: BSR InKeyPort BNE Key16_LP1,LDAA Key_Numb ADDA #4 ；加一行 STAA Key_Numb LSRB ；下一行 CMPB #$07 ; 容错处理 BNE K16NL MOVB #0, Key_Numb BRA Key16_RTS Key16_LP1: INC Key_Numb LSRA BNE Key16_LP1 Key16_LP2: CLRB ；对所有行 BSR InKeyPort BNE Key16_LP

14、2 JSR DELAY_20MS Key16_RTS: PULD RTS,程序功能： 是否有键按下 是什么键好 键释放否,重庆大学通信工程学院 任勇,;* 按键检查子程序：无键输入直接退出，有键输入时等松手后退出 ;* 出口参数：Key_numb 按键号， 0 无键，14 键号 Test_key: PSHA ;独立式按键 MOVB #0, Key_Numb LDAA PORTA ORAA #$F0 ;屏蔽高4位影响 COMA BEQ Test_key_RTS ; 无键输入，直接退出 JSR DELAY_20MS LDAA PORTA ; Test_key_NEXT: INC Key_Numb LSRA ; 查键号,条件控制循环 BNE Test_key_NEXT Test_key_LP1: LDAA PORTA ; 判松手 ORAA #$F0 COMA BNE Test_key_LP1 ；未松手则继续 JSR DELAY_20MS Test_key_RTS: PULA RTS,6.4 人机交互接口设计 6.4.1