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1、1234 STM8单片机的触角I/O口的应用4.1 玩转 I/O口必备的“五器”STM8S208RB单片机的I/O口分布情况如图41所示图41 STM8S208RB管脚分布图从图41中我们可以看到，STM8S208RB共有64个引脚，其中52个通用输入/输出口（GPIO），它们分别是PA1PA6、PB0PB7、PC1PC7、PD0PD7、PE0PE7、PF0、PF3PF7、PG0PG7、PI0。其中，每个端口都有一个输出数据寄存器（ODR），一个输入引脚寄存器（IDR），一个数据方向寄存器（DDR），一个控制寄存器1（CR1），一个控制寄存器2（CR2），这就是STM8单片机I/O的“五器”。
2、“五器”到手了，该如何使用，如表41。配置模式数据方向寄存器DDR控制寄存器1CR1控制寄存器2CR2配置模式输入000悬浮输入010上拉输入001中断悬浮输入011中断上拉输入输出100开漏输出110推挽输出1x1输出（最快速度10MHz）xxx真正的开漏输出（特定引脚）表41 I/O口配置表由表41中看出，当Px_DDRn为“1”，Pxn配置为输出，否则为输入。当配置为输入时，若Px_CR1为“1”，上拉电阻使能，否则为悬浮输入。而Px_CR2为“1”时，开启当前I/O口的外部中断功能，为“0”时关闭外部中断功能。若想读取该I/O引脚上的数据，只需读取相应的Px_IDR寄存器即可。当配置为
3、输出时，若Px_CR1为“1”，Pxn配置为推挽输出，否则为开漏输出。而Px_CR2为“1”时，当前I/O口的最大输出速率为10MHz，否则最大输出速率为2MHz。想要某个I/O口输出高电平，则向Px_ODR中写入0xff，否则写入0x00；注：针对STM8S208RB而言，x为A、B、C、D、E、F、G、I；n为07。下面的例子演示了如何设置PB口低四位为推挽输出，最快速度10MHz，并输出高电平，高四位为上拉输入。unsigned char i;/*设置输出高电平*/PB_ODR = (1 3) | (1 2) | (1 1) | (1 0);/*设置端口方向*/PB_DDR = (1 3
4、) | (1 2) | (1 1) | (1 0);/*设置推挽输出和定义上拉电阻*/PB_CR1 = 0xff;/*设置端口最大速度和关闭中断*/PB_CR2 = (1 3) | (1 2) | (1 1) | (1 0);/*读取端口输入数据*/i = PB_IDR & 0xf0;4.1.1 悬浮与上拉悬浮输入与上拉输入是两种输入方式，不同之处在于上拉输入时，引脚内部有个上拉电阻。当引脚悬空时，上拉输入的引脚电平是确定的，即高电平；而悬浮输入则不同，它的电平时不确定的，即使外部的一个很小的信号都会使其发生改变。上拉输入最典型的应用就是外部按键，当按键未按下时，我们要保证它是高电平，当按键按
5、下时才被拉低；而悬浮输入的典型应用就是模数转换，外部的任何一个小信号都要经过A/D采样转换为数字信号。4.1.2 开漏与推挽1. 开漏输出说开漏输出之前，我们先来看看什么是集电极开路输出。图42 集电极开路集电极开路输出的结构图如图42所示，三极管Q1的集电极就是单片机的I/O口，什么都不接，所以叫做集电极开路。当控制端输入为“0”时，三极管Q2截止，及集电极与发射机之间断开，所以5V电压通过R1接到Q1的基级，Q1导通，即相当于管脚直接接地；当控制端输入“1”时，三极管Q2导通，Q1截止，输出引脚与地之间断开。我们将图42简化为图43所示。图43 集电极开路简化图图43中的开关受软件控制，“
6、1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出低电平。而当开关断开时，则输出端悬空，即引脚为高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。图44 带上拉电阻的开漏输出图44中的10K电阻即是上拉电阻。当开关闭合，输出管脚直接接地，输出为低电平，当开关断开，电流经过10K电阻流入负载，相当于管脚输出高电平。明白了集电极开路，那么开漏输出就简单了，只要把三极管换成场效应管即可，这样，集电极就变成了漏极，而原理分析是一样的。开漏输出有这么几个特点：(1) 利用外部电路的驱
7、动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经上拉电阻到负载，IC内部仅需很小的栅极驱动电流。(2) 因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）(3) 开漏结构提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当
8、电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。(4) 可以将多个开漏输出的引脚连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。2. 推挽输出我们同样以三极管为例，来看看推挽输出的结构，如图45所示。图45 推挽输出输入端由软件控制，当软件写“1”时，输入高电平，三极管Q1导通，Q2截止；当软件写“0”时，输入低电平，三极管Q1截止，当输出端的电平高于0.7V时，Q2导通。我们可将上面电路图简化为图46所示。图46 推挽输出简化图当软件写“1”时，开关S1闭合，S2
9、断开，VCC连接到引脚上，输出高电平；当软件写“0”时，开关S1断开，S2闭合，引脚接到GND，输出低电平。4.2 LED孤独的闪着在点亮小灯之前我们先来了解一下LED的一些基础知识，图47是普通发光二极管的外形图及电路符号，长脚为阳极。我们其实也可以看二极管里面大片的一侧是阴极，但是也有些黄色LED是相反的。图47 LED硬件结构图48 闪烁LED电路图图48是闪烁LED的电路原理图，PB0口通过一个330电阻连接发光二极管的阴极，即低电平LED亮，高电平灭。程序代码如下。#include stm8s208r.h/*函数声明*/void delay(unsigned int time);/*
10、主函数*/int main(void)PB_DDR |= 0x01; /选择输出模式PB_CR1 |= 0x01; /推挽输出模式PB_CR2 |= 0x00; /低速输出模式while (1)PB_ODR &= 0xfe; / 小灯亮delay(50000); PB_ODR |= 0x01; /小灯灭delay(50000);/*延时子程序*/void delay(unsigned int time)while(time-);问:老大,这个程序不算难,原理我都懂.就是先把IO口的工作方式等都设置好,然后给小灯一个低电平,小灯就亮,然后延时一会,再给小灯一个高电平,小灯就灭,再延时.如此反复,
11、就会有闪烁的效果.但是问题是为什么给管脚赋值的时候要用”与等于”和”或等于”呢?我就是理解不了这个.答:放心,作为老大.我一定不会让你受苦!Relax.Everything is OK.这种赋值方法.无论是“与等于”或者“或等于”,目的都是在改变某一位或者某几位的电平的同时,保持剩余位置的电平不变.因为进行“与”运算的时候.无论1或者0“与”1后得到的结果没有发生改变(还是1或者0).当进行“或”运算的时候,无论1或者0“或”0后得到的结果也没有发生改变(还是1或者0).讲到这里.应该能明白其中的道理了吧?很简单.当你需要对某位置高的时候就“或”1,需要保持原来的电平的位置,则“或”0.当需要
12、对某位置低的时候就“与”0,需要保持就“与”1这就通过程序达到了“位操作”的效果. Come on baby.Go on reading the most important paragraph!1.注意,这里的位操作并不是真正意义的位操作.要注意区分两者的本质区别!2.虽然在本例中不使用这种赋值方法,直接赋值的话对程序不会造成任何影响.但是养成一个好的习惯对以后的进一步学习非常有好处,因为以后程序代码量增加之后,此类这种位操作,经常出现,如果不养成这种习惯,会很难以找出程序中的错误.对调试程序产生极大的影响.既费时又费力.所以极力推荐大家使用这种方法4.3 跑马灯是怎么跑的？4.3.1 应用
13、switch-case语句设计跑马灯大家在前面一节初步的接触了单个IO口寄存器设置及其使用方法，在本节我们来用PB的8个I/O口来进行跑马灯的程序设计。我们简单的回顾一下switch-case的用法。如图49所示，switch相当于开关的拨口，i选择被连端口，case相当于开关的被连端口，当i为某值时，则有且只导通该路case i。跑马灯的电路原理图如图410所示.图49 switch-case示例图图410 跑马灯电路原理图程序代码如下。#includestm8s208r.h / 开始时的头文件包含 /*函数声明*/void delay(unsigned int time); /声明延时函数
14、/*主函数*/Into main(void)unsigned char i = 0;PB_DDR = 0XFF; /设置IO口B为输出PB_CR1 = 0XFF; /设置IO口B为推挽方式 PB_CR1 = 0X00; /输出最快速度为2MHzPB_ODR = 0XFF; /设置输出寄存器的输出数值，初始化小灯全灭 while (1)switch (i) /让小灯从低位到高位依次亮case 0: PB_ODR = 0XFE; Delay(40000); /延时约20mS i+; /让i加1下次执行程序时进入到case 2 break; /跳出case 0，重新到switch处检查i值case 1: PB_ODR = 0XFD; Delay(40000); i+; break;case 2
