Serwis Edukacyjny w I-LO w Tarnowie Materiały dla uczniów liceum |
Wyjście Spis treści Wstecz Dalej Autor artykułu: mgr Jerzy Wałaszek |
©2024 mgr Jerzy Wałaszek |
https://www.microchip.com/about-us/legal-information/copyright-usage-guidelines
Termin Input Capture oznacza reakcję na zdarzenia, które mogą się pojawić w trakcie pracy mikrokontrolera. Reakcja ta polega na zapisaniu czasu wystąpienia tego zdarzenia, czyli na Rejestracji Czasu Zdarzenia Wejściowego. Odbywa się to w ten sposób, iż w momencie wykrycia zdarzenia (np. zmiany poziomu sygnału na określonej końcówce mikrokontrolera) następuje zapamiętanie w osobnym rejestrze stanu timera/licznika (stąd słowo Capture, które po angielsku oznacza "przechwycenie" lub "zarejestrowanie"). Stan ten jest znacznikiem czasu (ang. time-stamp), w którym wystąpiło zdarzenie i może być w różny sposób wykorzystywany w aplikacji.
Termin Output Compare odnosi się do zmiany stanu wybranej końcówki, jeśli wewnętrzny licznik odmierzy odpowiedni czas. Odbywa się to w ten sposób, iż stan licznika jest porównywany z rejestrem przechowującym znacznik czasu. Gdy licznik osiągnie wartość znacznika czasu, występuje zgodność porównania (ang. Compare Match) i w tym momencie mikrokontroler może wykonać różne operacje, np. zmienić stan logiczny określonej końcówki. Pozwala to generować różne przebiegi czasowe.
Wszystkie porty AVR posiadają możliwość pracy jako wejście lub wyjście danych, gdy używa się ich jako ogólne, cyfrowe porty wejścia/wyjścia. Oznacza to, iż kierunek pracy jednego portu (wejście lub wyjście) można zmieniać bez ryzyka niezamierzonej zmiany kierunku innych portów za pomocą instrukcji SBI i CBI. To samo dotyczy stanów wyjściowych (jeśli dany port pracuje jako wyjście) lub włączania/wyłączania oporników podciągających (ang. pull-up resistors). Każdy z buforów wyjściowych posiada symetryczne Parametry obciążenia z możliwością pochłaniania lub wyprowadzania prądu. Porty posiadają wystarczającą obciążalność do sterowania bezpośrednio wyświetlaczami LED. Wszystkie porty posiadają indywidualnie wybierane oporniki podciągające o oporności niezależnej od napięcia zasilającego. Wszystkie końcówki we/wy posiadają diody zabezpieczające zarówno do VCC jak i do masy, co zaznaczono na rysunku poniżej. Kompletną listę parametrów znajdziesz w rozdziale "Parametry elektryczne".
Wszystkie rejestry i odwołania do bitów w tym rozdziale są zapisane w sposób ogólny. Mała litera “x” reprezentuje literową nazwę portu, a mała litera "n" reprezentuje numer bitu. Jednakże, gdy stosuje się definicje rejestru lub bitu w programie, należy stosować precyzyjną postać nazwy. Na przykład PORTB3 dla bitu nr 3 w porcie B, tutaj ogólnie zapisanego jako PORTxn. Fizyczne rejestry we/wy i pozycje ich bitów opisane są dalej w tym rozdziale.
Dla każdego portu przydzielone są trzy adresy w pamięci we/wy, po jednym dla rejestru danych – PORTx (ang. Data Register), dla rejestru kierunku danych – DDRx (ang. Data Direction Register) i dla rejestru portu wejściowego – PINx (ang. Port Input Pins). Rejestr portu wejściowego znajduje się w komórce pamięci we/wy, której zawartość można tylko odczytywać, natomiast pozostałe komórki portów danych i można odczytywać i zapisywać. Dodatkowo bit wyłączania oporników podciągających PUD (ang. Pull-up Disable) w rejestrze SFIOR po ustawieniu na jeden wyłącza funkcję podciągania dla wszystkich końcówek we wszystkich portach.
Użycie portu we/wy jako ogólnego portu cyfrowego opisane jest w następnym podrozdziale. Większość końcówek portów jest multipleksowana z alternatywnymi funkcjami mikrokontrolera, co opisano w podrozdziale "Alternatywne funkcje Portu". Opis tych funkcji znajdziesz w dalszych rozdziałach.
Zauważ, iż włączenie alternatywnej funkcji na niektórych wyprowadzeniach portu nie wpływa na używanie innych wyprowadzeń w porcie jako ogólnego cyfrowego we/wy.
Uwaga: 1. WPx, WDx, RRx, RPx, i RDx są wspólne dla wszystkich końcówek w obrębie tego samego portu. clkI/O, SLEEP i PUD są wspólne dla wszystkich portów.
Każda końcówka portu składa się z trzech bitów rejestrowych: DDxn, PORTxn i PINxn. Jak pokazano w podrozdziale "Opis rejestrów" bity DDxn są dostępne pod adresem we/wy DDRx, bity PORTxn pod adresem we/wy PORTx, a bity PINxn pod adresem we/wy PINx.
Bit DDxn w rejestrze DDRx wybiera kierunek pracy tej końcówki. Jeśli w DDxn jest zapisany stan logiczny 1, to Pxn zostaje skonfigurowane jako wyjście. Jeśli DDxn jest wyzerowane,, Pxn jest skonfigurowane jako końcówka wejścia.
Jeśli w PORTxn zostanie zapisany stan logiczny 1, gdy ta końcówka pracuje jako wejście, to uaktywniony będzie opornik podciągający. Aby wyłączyć opornik podciągający, należy wpisać do PORTxn zero lub skonfigurować tę końcówkę jako końcówkę wyjścia. Gdy warunek resetu staje się aktywny, końcówki portu przechodzą w stan wysokiej rezystancji, nawet jeśli nie pracuje żaden zegar.
Jeśli w PORTxn zostanie zapisany stan logiczny 1, gdy końcówka ta jest skonfigurowana jako końcówka wyjścia, to zostaje ona wysterowana w stan wysoki 1. Jeśli do PORTxn zostanie wpisane zero logiczne, gdy końcówka pracuje jako wyjście, to zostanie ona wysterowana w stan niski 0.
Gdy występuje przełączenie pomiędzy stanem wysokiej
impedancji ({DDxn, PORTxn} = 0b00) a
wyjściem w stanie wysokim 1 ({DDxn, PORTxn} =
0b11), musi pojawić się stan pośredni albo z włączonym
opornikiem podciągającym
Przełączenie pomiędzy wejściem z podciąganiem oraz wyjściem w
stanie niskim daje ten sam problem. Użytkownik musi użyć albo
stanu wysokiej impedancji
DDxn | PORTxn | PUD (w SFIOR) |
we/wy | Podciąganie | Komentarz |
0 | 0 | X | Wejście | Nie | Stan wysokiej impedancji (Hi-Z) |
0 | 1 | 0 | Wejście | Tak | Pxn będzie wyprowadzać prąd, gdy zewnętrznie wysterowane stanem niskim |
0 | 1 | 1 | Wejście | Nie | Stan wysokiej impedancji (Hi-Z) |
1 | 0 | X | Wyjście | Nie | Wyjście w stanie niskim (pobieranie prądu) |
1 | 1 | X | Wyjście | Nie | Wyjście w stanie wysokim (wyprowadzanie prądu) |
Niezależnie od ustawienia bitu kierunku danych DDxn końcówka portu może być odczytywana poprzez bit rejestrowy PINxn. Jak pokazano na schemacie z początku podrozdziału bit rejestrowy PINxn i poprzedzający go przerzutnik latch tworzą synchronizator. Jest on potrzebny, aby uniknąć metastabilności, jeśli fizyczna końcówka zmienia wartość w pobliżu zbocza wewnętrznego zegar, lecz wprowadza on również pewne opóźnienie.
Poniższy rysunek pokazuje wykres czasowy synchronizacji, gdy odczytywany jest stan logiczny przykładany zewnętrznie do końcówki portu. Maksymalne i minimalne czasy opóźnień propagacyjnych są oznaczone odpowiednio jako tpd,max i tpd,min.
Rozważmy sytuację, gdy okres zegarowy rozpoczyna się tuż za pierwszą opadającą krawędzią zegara systemowego. Przerzutnik latch jest zatrzaśnięty przy niskim poziomie sygnału zegarowego, a staje się przezroczysty (na wyjściu pojawia się sygnał z wejścia D), gdy sygnał zegara przyjmuje stan wysoki, co pokazuje na powyższym wykresie zakreskowany na czerwono obszar. Gdy sygnał zegara wróci do stanu niskiego, wartość sygnału z wejścia zostaje zatrzaśnięta w przerzutniku latch. Przy następnej krawędzi narastającej zegara stan wyjścia Q przerzutnika latch zostaje przepisany do bitu rejestru PINxn. Jak pokazują czasy tpd,max i tpd,min, przejście sygnału z końcówki do bitu portu PINxn będzie opóźnione o czas pomiędzy ½ a 1½ okresu zegara systemu.
Gdy odczytywana jest wartość końcówki portu ustawiona programowo, należy wstawić instrukcję NOP, jak pokazano na poniższym wykresie. Instrukcja OUT ustawia przerzutnik latch przy dodatniej krawędzi zegara (przejście z 0 na 1). W tym przypadku opóźnienie tpd wprowadzane przez synchronizator wynosi jeden okres zegara systemowego.
Poniższy przykład kodu pokazuje, jak ustawić końcówki portu B 0 i 1 w stan wysoki, 2 i 3 w stan niski, i zdefiniować końcówki 4...7 jako wejścia z opornikiem podciągającym podpiętym do końcówek 6 i 7. Końcówki są odczytywane z powrotem, lecz jak przedyskutowano poprzednio, została wstawiona instrukcja NOP, aby móc odczytać wartość poprzednio przypisaną do niektórych z końcówek.
Przykład w kodzie maszynowym(1) |
... ; Zdefiniuj podciąganie i ustaw wyjścia w stan wysoki ; Zdefiniuj kierunki dla końcówek portu ldi r16,(1<<PB7)|(1<<PB6)|(1<<PB1)|(1<<PB0) ldi r17,(1<<DDB3)|(1<<DDB2)|(1<<DDB1)|(1<<DDB0) out PORTB,r16 out DDRB,r17 ; Wstaw NOP dla synchronizacji nop ; Odczytaj końcówki portu in r16,PINB ... |
Przykład w języku C |
unsigned char i; ... /* Zdefiniuj podciąganie i ustaw wyjścia w stan wysoki */ /* Zdefiniuj kierunki dla końcówek portu */ PORTB = (1<<PB7)|(1<<PB6)|(1<<PB1)|(1<<PB0); DDRB = (1<<DDB3)|(1<<DDB2)|(1<<DDB1)|(1<<DDB0); /* Wstaw NOP dla synchronizacji */ _NOP(); /* Odczytaj końcówki portu */ i = PINB; ... |
Jak pokazano na schemacie z początku rozdziału, wejściowy sygnał cyfrowy może zostać zwarty do masy przed wejściem bramki Schmitta:
Sygnał oznaczony na tym rysunku jako SLEEP jest ustawiany przez sterownik usypiania mikrokontrolera w trybie wyłączania napięcia (ang. Power-down Mode), w trybie oszczędzania energii (ang. Power-save Mode), w trybie gotowości (ang. Stand-by Mode) i w trybie rozszerzonej gotowości (ang. Extended Stand-by Mode), aby uniknąć wysokiego poboru energii, jeśli jakieś sygnały wejściowe pozostawiono w stanie pośrednim np. w pobliżu wartości analogowej VCC/2.
Sygnał SLEEP zostaje anulowany dla końcówek portu aktywowanych jako końcówki przerwań zewnętrznych. Jeśli żądanie przerwania zewnętrznego nie jest włączone, to sygnał SLEEP jest aktywny również dla tych końcówek. Sygnał SLEEP jest również anulowany przez różne inne funkcje alternatywne, jak opisano w kolejnym podrozdziale.
Jeśli wysoki stan logiczny utrzymuje się na końcówce asynchronicznego przerwania zewnętrznego skonfigurowanej jako "przerwanie przy narastającym zboczu, opadającym zboczu lub zmianie stanu końcówki", gdy przerwanie zewnętrzne nie jest uaktywnione, to odpowiadający tej końcówce znacznik przerwania zewnętrznego zostanie ustawiony, gdy mikrokontroler wybudzi się z powyżej wspomnianego trybu uśpienia, ponieważ zwarcie do masy w tych trybach uśpienia powoduje zmianę stanu logicznego.
Jeśli niektóre końcówki są nieużywane, to zaleca się, aby te końcówki posiadały zdefiniowany poziom. Nawet jeśli większość wejść cyfrowych jest wyłączona w głębokich trybach uśpienia, jak opisano powyżej, niepodłączonych wejść należy unikać, aby zmniejszyć pobór prądu we wszystkich innych trybach, gdzie cyfrowe wejścia są włączone (reset, tryb aktywny i tryb bezczynności).
Najprostszą metodą zapewnienia zdefiniowanego poziomu nieużywanej końcówki jest włączenie wewnętrznych oporników podciągających. W tym wypadku opornik podciągający będzie wyłączony podczas resetu. Jeśli niski pobór prądu podczas resetu jest ważny, to zaleca się użycie zewnętrznych oporników podciągających w górę lub w dół (dołączonych do Vcc lub do GND). Nie jest zalecane bezpośrednie podłączanie nieużywanych końcówek do Vcc lub do GND, ponieważ może to spowodować pobór nadmiernego prądu, jeśli końcówka zostanie przypadkowo skonfigurowana jako wyjście.
PUOExn: | Pxn PULL-UP OVERRIDE ENABLE włączenie anulacji opornika podciągającego dla Pxn |
PUD: | PULLUP DISABLE wyłączenie funkcji podciągania |
|
PUOVxn: | Pxn PULL-UP OVERRIDE VALUE stan opornika podciągającego dla Pxn po anulacji |
WDx: | WRITE DDRx zapis DDRx |
|
DDOExn: | Pxn DATA DIRECTION OVERRIDE
ENABLE włączenie anulacji kierunku danych dla Pxn |
RDx: | READ DDRx odczyt DDRx |
|
DDOVxn: | Pxn DATA DIRECTION OVERRIDE
VALUE kierunek danych dla Pxn po anulacji |
RRx: | READ PORTx REGISTER odczyt rejestru PORTx |
|
PVOExn: | Pxn PORT VALUE OVERRIDE
ENABLE włączenie anulacji stanu wyjściowego portu Pxn |
WRx | WRITE PORTx zapis rejestru PORTx |
|
PVOVxn: | Pxn PORT VALUE OVERRIDE
VALUE stan wyjściowy portu Pxn po anulacji |
RPx: | READ PORTx PIN odczyt końcówki PORTx |
|
DIEOExn: | Pxn DIGITAL INPUT-ENABLE
OVERRIDE ENABLE włączenie anulacji włączenia wejścia cyfrowego dla Pxn |
WPx: | WRITE PINx zapis PINx |
|
DIEOVxn: | Pxn DIGITAL INPUT-ENABLE
OVERRIDE VALUE stan włączenia wejścia cyfrowego Pxn po anulacji |
clkI/O: | I/O CLOCK zegar we/wy |
|
SLEEP | sterowanie uśpieniem | DIxn: | DIGITAL INPUT PIN n ON PORTx końcówka wejścia cyfrowego w PORTx |
|
AIOxn: | ANALOG INPUT/OUTPUT PIN n ON
PORTx końcówka n we/wy analogowego w PORTx |
Uwaga: | Sygnały WPx, WDx, RRx, RPx i RDx są wspólne dla wszystkich końcówek wewnątrz tego samego portu. Sygnały clkI/O, SLEEP i PUD są wspólne dla wszystkich portów. Wszystkie pozostałe sygnały są indywidualne dla każdej końcówki. |
Ilustracja na powyższym obrazku służy jako ogólny opis, który odnosi się do wszystkich końcówek portów w rodzinie mikrokontrolerów AVR. Niektóre sygnały anulujące mogą nie występować we wszystkich końcówkach portów.
Poniższa tabela podsumowuje funkcje sygnałów anulujących. Indeksy końcówek i portów z obrazka powyżej nie będą pokazywane w następnych tabelach. Sygnały anulujące są generowane wewnętrznie w modułach posiadających alternatywną funkcję.
Nazwa sygnału | Pełna nazwa | Opis |
PUOE | Pull-up Override Enable włączenie anulacji opornika podciągającego |
Jeśli sygnał ten ma wysoki poziom logiczny, to
sterowanie przyłączaniem opornika podciągającego
jest kontrolowane przez sygnał PUOV. Jeśli sygnał
ten ma niski stan logiczny, to opornik podciągający
zostanie podłączony do linii portu, gdy |
PUOV | Pull-up Override Value stan opornika podciągającego po anulacji |
Jeśli PUOE jest w stanie wysokim, to opornik podciągający jest podłączany/odłączany przez stan sygnału PUOV bez względu na ustawienie DDxn, PORTxn i bitu PUD. |
DDOE | Data Direction Override Enable włączenie anulacji kierunku danych |
Jeśli sygnał ten ma stan wysoki, kierunek działania portu jest kontrolowany przez sygnał DDOV. Jeśli ten sygnał ma stan niski, to kierunkiem pracy portu steruje bit rejestrowy DDxn. |
DDOV | Data Direction Override Value kierunek danych po anulacji |
Jeśli DDOE ma stan wysoki, to kierunkiem pracy portu steruje sygnał DDOV bez względu na ustawienie bitu rejestrowego DDxn. |
PVOE | Port Value Override Enable włączenie anulacji stanu wyjściowego portu |
Jeśli sygnał ten ma stan wysoki i aktywne jest wyjście portu, to stan na tym wyjściu kontroluje sygnał PVOV. Jeśli PVOE ma stan niski i wyjście portu jest aktywne, to stan na tym wyjściu określa bit rejestrowy PORTxn. |
PVOV | Port Value Override Value stan wyjścia portu po anulacji |
Jeśli PVOE jest w stanie wysokim, to stan wyjścia portu (jeśli port pracuje jako wyjście) określa PVOV, bez względu na ustawienie bitu rejestrowego PORTxn. |
DIEOE | Digital Input Enable Override Enable włączenie anulacji włączenia wejścia cyfrowego |
Jeśli sygnał ten jest ustawiony, to włączanie/wyłączanie wejścia cyfrowego jest kontrolowane stanem sygnału DIEOV. Jeśli sygnał DIEOE ma stan niski to włączanie/wyłączanie wejścia cyfrowego określa stan mikrokontrolera (tryb normalny, tryb uśpienia). |
DIEOV | Digital Input Enable Override Value stan włączenia wejścia cyfrowego po anulacji |
Jeśli sygnał DIEOE jest ustawiony, to wejście cyfrowe jest włączane/wyłączane stanem sygnału DIEOV, bez względu na stan mikrokontrolera (tryb normalny, tryb uśpienia). |
DI | Digital Input wejście cyfrowe |
Jest to wejście cyfrowe dla alternatywnych funkcji. Na rysunku powyżej jest ono połączone z wyjściem bramki Schmitta przed synchronizatorem. O ile wejście cyfrowe nie będzie używane jako źródło zegarowe, moduł z alternatywną funkcją będzie korzystał ze swojego własnego synchronizatora. |
AIO | Analog Input/Output wejście/wyjście analogowe |
Jest to analogowe wejście/wyjście dla alternatywnych funkcji. Sygnał jest bezpośrednio podłączony do końcówki mikrokontrolera i może być używany w obu kierunkach. |
Kolejne podrozdziały krótko opisują alternatywne funkcje dla każdego portu oraz łączą sygnały anulujące z tymi funkcjami. Więcej szczegółów znajdziesz w opisie funkcji alternatywnych w dalszych rozdziałach.
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x30 (0x50) | ADTS2 | ADTS1 | ADTS0 | – | ACME | PUD | PSR2 | PSR10 | SFIOR |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Gdy ten bit zostanie zapisany logiczną jedynką, oporniki podciągające w
portach we/wy są wyłączone, nawet jeśli rejestry DDxn i PORTxn skonfigurowano do
włączenia tych oporników
Alternatywną funkcją portu A są wejścia analogowe dla przetwornika A/C. Jeśli niektóre z końcówek portu A są skonfigurowane jako wyjścia, to ważne jest, aby na nich nie występowało przełączanie poziomów logicznych podczas trwania konwersji w przetworniku A/C. To mogłoby zafałszować wynik konwersji.
Końcówka portu | Funkcja alternatywna |
PA7 | ADC7 (kanał wejściowy 7 dla przetwornika A/C) |
PA6 | ADC6 (kanał wejściowy 6 dla przetwornika A/C) |
PA5 | ADC5 (kanał wejściowy 5 dla przetwornika A/C) |
PA4 | ADC4 (kanał wejściowy 4 dla przetwornika A/C) |
PA3 | ADC3 (kanał wejściowy 3 dla przetwornika A/C) |
PA2 | ADC2 (kanał wejściowy 2 dla przetwornika A/C) |
PA1 | ADC1 (kanał wejściowy 1 dla przetwornika A/C) |
PA0 | ADC0 (kanał wejściowy 0 dla przetwornika A/C) |
Poniższe tabele odwzorowują funkcje alternatywne portu A w zależności od sygnałów sterujących.
Nazwa sygnału | PA7/ADC7 | PA6/ADC6 | PA5/ADC5 | PA4/ADC4 |
PUOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
PVOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
PVOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DIEOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DIEOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DI | – | – | – | – |
AIO | Wejście ADC7 | Wejście ADC6 | Wejście ADC5 | Wejście ADC4 |
Nazwa sygnału | PA3/ADC3 | PA2/ADC2 | PA1/ADC1 | PA0/ADC0 |
PUOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
PVOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
PVOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DIEOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DIEOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DI | – | – | – | – |
AIO | Wejście ADC3 | Wejście ADC2 | Wejście ADC1 | Wejście ADC0 |
Końcówka portu | Funkcja alternatywna |
PB7 | SCK (Zegar szeregowy magistrali SPI) |
PB6 | MISO (Wejście Master/Wyjście Slave magistrali SPI) |
PB5 | MOSI (Wyjście Master/Wejście Slave magistrali SPI) |
PB4 | SS (Wejście wyboru układu Slave SPI) |
PB3 |
AIN1
(Wejście odwracające komparatora analogowego) OC0 (Wyjście zgodności porównania Output Compare timera/licznika 0) |
PB2 |
AIN0
(Wejście nieodwracające komparatora analogowego) INT2 (Wejście zewnętrznego przerwania 2) |
PB1 | T1 (Zewnętrzne wejście timera/licznika 1) |
PB0 |
T0
(Zewnętrzne wejście timera/licznika 0) XCK (Wejście/wyjście zewnętrznego zegara USART) |
Alternatywna konfiguracja końcówek portu B jest następująca:
SCK: wyjście zegarowe z układu Master, końcówka wejścia zegarowego układu Slave dla kanału SPI. Gdy moduł SPI zostanie włączony w trybie Slave, to końcówka ta zostaje automatycznie skonfigurowana jako wejście bez względu na ustawienie bitu DDB7 w rejestrze kierunku danych portu B – DDRB. Gdy SPI pracuje w trybie Master, to kierunek danych tej końcówki jest kontrolowany przez bit DDB7. Gdy końcówka ma wymuszoną przez SPI pracę w trybie wejścia, to jej opornik podciągający można wciąż kontrolować bitem PORTB7 rejestru PORTB.
MISO: wejście danych SPI dla układu Master, wyjście danych dla układu Slave w kanale SPI (ang. Master Data input, Slave Data output pin). Gdy moduł SPI zostaje włączony w trybie Master, końcówka ta staje się wejściem bez względu na ustawienie bitu DDB6 w rejestrze kierunku danych portu B – DDRB. Gdy SPI pracuje w trybie Slave, kierunek przesyłu danych na tej końcówce jest kontrolowany bitem DDB6. Gdy końcówka jest wymuszana przez SPI do pracy jako wejście, opornik podciągający wciąż można kontrolować bitem PORTB6 rejestru PORTB.
MOSI: Wyjście danych SPI dla układu Master, wejście danych dla układu Slave w kanale SPI (ang. Master Data output, Slave Data input). Gdy moduł SPI jest uaktywniony w trybie Slave, końcówka ta zostaje skonfigurowana jako wejście niezależnie od ustawienia bitu DDB5 w rejestrze kierunku danych portu B – DDRB. Gdy SPI pracuje w trybie Master, kierunek danych tej końcówki jest kontrolowany bitem DDB5. Gdy końcówka jest zmuszona przez SPI do pracy jako wejście, opornik podciągający wciąż można kontrolować bitem PORTB5 rejestru PORTB.
SS:Wejście wyboru układu Slave (ang. Slave Select). Gdy moduł SPI jest uaktywniony w trybie Slave, końcówka ta zostaje skonfigurowana jako wejście niezależnie od ustawienia bitu DDB4 w rejestrze kierunku danych portu B – DDRB. W trybie Slave moduł SPI zostaje uaktywniony, gdy końcówka ta zostaje wysterowana stanem niskim. Gdy SPI pracuje w trybie Master, kierunek danych tej końcówki jest kontrolowany bitem DDB4. Gdy końcówka jest zmuszona przez SPI do pracy jako wejście, opornik podciągający wciąż można kontrolować bitem PORTB4 rejestru PORTB.
AIN1: Wejście odwracające komparatora analogowego (ang. Analog Comparator Negative Input). Skonfiguruj końcówkę portu jako wejście z odłączonym opornikiem podciągającym, aby uniknąć wpływu cyfrowej funkcji portu na działanie komparatora analogowego.
OC0: Wyjście zgodności Output Compare. Końcówka PB3 może służyć jako zewnętrzne wyjście zgodności porównania w timerze/liczniku 0. Końcówkę należy skonfigurować jako wyjście (ustawiony bit DDB3), aby służyła tej funkcji. Końcówka OC0 jest również końcówką wyjściową dla funkcji trybu PWM timera.
AIN0: Wejście nieodwracające komparatora analogowego (ang. Analog Comparator Positive Input). Skonfiguruj końcówkę portu jako wejście z odłączonym opornikiem podciągającym, aby uniknąć wpływu cyfrowej funkcji portu na działanie komparatora analogowego.
INT2: Zewnętrzne źródło przerwania 2 (ang. External Interrupt Source 2). Końcówka PB2 może służyć jako źródło przerwania zewnętrznego dla mikrokontrolera.
T1: Źródło impulsów do zliczania dla timera/licznika 1 (ang. Timer/Counter1 Counter Source).
T0: Źródło impulsów do zliczania dla timera/licznika 0 (ang. Timer/Counter0 Counter Source).
XCK: Zewnętrzny zegar modułu USART (ang. USART External Clock). Bit DDB0 rejestru kierunku danych DDRB kontroluje czy zegar jest wyprowadzany (bit DDB0 ustawiony), czy wprowadzany (bit DDB0 wyzerowany). Końcówka XCK jest aktywna tylko wtedy, gdy moduł USART pracuje w trybie synchronicznym.
Poniższe tabelki relacje pomiędzy alternatywnymi funkcjami portu B a sygnałami anulującymi pokazanymi na rysunku z początku podrozdziału. Wejście SPI MSTR i wyjście SPI SLAVE tworzą sygnał MISO, natomiast MOSI jest rozdzielony na wyjście SPI MSTR i wejście SPI SLAVE.
Poniższe tabele odwzorowują funkcje alternatywne portu B w zależności od sygnałów sterujących.
Nazwa sygnału | PB7/SCK | PB6/MISO | PB5/MOSI | PB4/SS |
PUOE | SPE • MSTR | SPE • MSTR | SPE • MSTR | SPE • MSTR |
PUOV | PORTB7 • PUD | PORTB6 • PUD | PORTB5 • PUD | PORTB4 • PUD |
DDOE | SPE • MSTR | SPE • MSTR | SPE • MSTR | SPE • MSTR |
DDOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
PVOE | SPE • MSTR | SPE • MSTR | SPE • MSTR | 0 |
PVOV | Wyjście SCK | Wyjście SPI SLAVE | Wyjście SPI MSTR | 0 |
DIEOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DIEOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DI | Wejście SCK | Wejście SPI MSTR | Wejście SPI SLAVE | SPI SS |
AIO | – | – | – | – |
Nazwa sygnału | PB3/OC0/AIN1 | PB2/INT2/AIN0 | PB1/T1 | PB0/T0/XCK |
PUOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
PVOE | Włączenie OC0 | 0 | 0 | UMSEL |
PVOV | OC0 | 0 | 0 | Wyjście XCK |
DIEOE | 0 | Włączenie INT2 | 0 | 0 |
DIEOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DI | – | Wejście INT2 | Wejście T1 | Wejście XCK/Wejście T0 |
AIO | Wejście AIN1 | Wejście AIN0 | – | – |
Końcówki portu C z alternatywnymi funkcjami pokazuje poniższa tabelka. Jeśli został włączony interfejs JTAG, uaktywniane są oporniki podciągające na końcówkach PC5(TDI), PC3(TMS) i PC2(TCK), nawet jeśli wystąpi reset.
Końcówka portu | Funkcja alternatywna |
PC7 | TOSC2 (końcówka 2 oscylatora timera) |
PC6 | TOSC1 (końcówka 1 oscylatora timera) |
PC5 | TDI (wejście danych testowych JTAG) |
PC4 | TDO (wyjście danych testowych JTAG) |
PC3 | TMS (wybór trybu testowego JTAG) |
PC2 | TCK (zegar testowy JTAG) |
PC1 | SDA (linia we/wy danych 2-przewodowej magistrali szeregowej) |
PC0 | SCL (linia zegarowa 2-przewodowej magistrali szeregowej) |
Alternatywna konfiguracja końcówek portu C jest następująca:
TOSC2, Końcówka 2 oscylatora timera. Gdy bit AS2 w rejestrze ASSR jest ustawiony w celu włączenia asynchronicznego taktowania timera/licznika 2, końcówka PC7 zostaje odłączona od portu i staje się wejściem odwracającym wzmacniacza oscylatora. W tym trybie oscylator kwarcowy jest podłączony do tej końcówki i nie może ona być używana jako końcówka we/wy.
TOSC1: Końcówka 1 oscylatora timera. Gdy bit AS2 w rejestrze ASSR jest ustawiony w celu włączenia asynchronicznego taktowania timera/licznika 2, końcówka PC6 zostaje odłączona od portu i staje się wejściem odwracającym wzmacniacza oscylatora. W tym trybie oscylator kwarcowy jest podłączony do tej końcówki i nie może ona być używana jako końcówka we/wy.
TDI: Wejście danych testowych JTAG. Szeregowe dane wejściowe do wsunięcia do rejestru instrukcji lub do rejestru danych (łańcuchy skanowania). Gdy zostanie włączony interfejs JTAG, końcówka ta nie może być używana jako końcówka we/wy.
TDO: Wyjście danych testowych JTAG. Szeregowe dane wyjściowe z rejestru instrukcji lub z rejestru danych. Gdy zostanie włączony interfejs JTAG, końcówka ta nie może być używana jako końcówka we/wy. Końcówka TD0 znajduje się w stanie wysokiej impedancji, aż TAP potwierdzi wprowadzenie danych do wysunięcia.
TMS: Wybór trybu testowego JTAG. Ta końcówka jest używana do nawigacji poprzez automat stanu TAP kontrolera. Gdy interfejs JTAG zostaje uaktywniony, końcówki nie można używać jako końcówki we/wy.
TCK: Zegar testowy JTAG. Działanie JTAG jest synchroniczne z TCK. Gdy interfejs JTAG zostaje uaktywniony, końcówki nie można używać jako końcówki we/wy.
SDA: Dane 2-przewodowego interfejsu szeregowego. Gdy zostanie ustawiony bit TWEN w rejestrze TWCR w celu włączenia 2-przewodowego interfejsu szeregowego (ang. Two-wire Serial Interface), końcówka PC1 jest odłączana od portu i staje się końcówką we/wy danych szeregowych 2-przewodowego interfejsu szeregowego. W tym trybie końcówka otrzymuje filtr zakłóceń impulsowych, który eliminuje w sygnale wejściowym szpilki krótsze niż 50 ns, a końcówka jest wysterowywana przez drajwer z otwartym drenem z ograniczeniem szybkości zmian. Gdy końcówka jest wykorzystywana przez 2-przewodowy interfejs szeregowy, opornik podciągający wciąż można kontrolować bitem PORTC1 rejestru PORTC.
SCL: Zegar 2-przewodowego interfejsu szeregowego. Gdy zostanie ustawiony bit TWEN w rejestrze TWCR w celu włączenia 2-przewodowego interfejsu szeregowego, końcówka PC0 zostaje odłączona od portu i staje się końcówką we/wy zegara szeregowego. W tym trybie końcówka otrzymuje filtr zakłóceń impulsowych, który eliminuje w sygnale wejściowym szpilki krótsze niż 50 ns, a końcówka jest wysterowywana przez drajwer z otwartym drenem z ograniczeniem szybkości zmian. Gdy końcówka jest wykorzystywana przez 2-przewodowy interfejs szeregowy, opornik podciągający wciąż można kontrolować bitem PORTC0 rejestru PORTC.
Poniższe tabele odwzorowują funkcje alternatywne portu C w zależności od sygnałów sterujących.
Nazwa sygnału | PC7/TOSC2 | PC6/TOSC1 | PC5/TDI | PC4/TDO |
PUOE | AS2 | AS2 | JTAGEN | JTAGEN |
PUOV | 0 | 0 | 1 | 0 |
DDOE | AS2 | AS2 | JTAGEN | JTAGEN |
DDOV | 0 | 0 | 0 | SHIFT_IR + SHIFT_DR |
PVOE | 0 | 0 | 0 | JTAGEN |
PVOV | 0 | 0 | 0 | TDO |
DIEOE | AS2 | AS2 | JTAGEN | JTAGEN |
DIEOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DI | – | – | – | – |
AIO | Wyjście T/C2 OSC | Wejście T/C2 OSC | TDI | – |
Nazwa sygnału | PC3/TMS | PC2/TCK | PC1/SDA | PC0/SCL |
PUOE | JTAGEN | JTAGEN | TWEN | TWEN |
PUOV | 1 | 1 | PORTC1 • PUD | PORTC0 • PUD |
DDOE | JTAGEN | JTAGEN | TWEN | TWEN |
DDOV | 0 | 0 | SDA_OUT | SCL_OUT |
PVOE | 0 | 0 | TWEN | TWEN |
PVOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DIEOE | JTAGEN | JTAGEN | 0 | 0 |
DIEOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DI | – | – | – | – |
AIO | TMS | TCK | Wejście SDA | Wejście SCL |
Końcówki portu D z alternatywnymi funkcjami pokazuje poniższa tabelka.
Końcówka portu | Funkcja alternatywna |
PD7 | OC2 (wyjście zgodności porównania Output Compare timera/licznika 2) |
PD6 | ICP1 (końcówka Input Capture dla timera/licznika 1) |
PD5 | OC1A (wyjście zgodności porównania A Output Compare timera/licznika 1) |
PD4 | OC1B (wyjście zgodności porównania B Output Compare timera/licznika 1) |
PD3 | INT1 (wejście zewnętrznego przerwania 1) |
PD2 | INT0 (wejście zewnętrznego przerwania 0) |
PD1 | TXD (końcówka wyjściowa USART) |
PD0 | RXD (końcówka wejściowa USART) |
Alternatywna konfiguracja końcówek portu D jest następująca:
OC2: Wyjście zgodności porównania dla Output Compare w timerze/liczniku 2. Końcówka PD7 może służyć jako zewnętrzne wyjście dla Output Compare timera/licznika 2. Końcówkę należy skonfigurować jako wyjście (ustawiony bit DDD7 w rejestrze DDRD), aby służyła tej funkcji. Końcówka OC2 jest również końcówką wyjściową dla funkcji trybu PWM timera.
ICP1: Końcówka Input Capture. Końcówka PD6 może grać rolę końcówki Input Capture dla timera/licznika 1.
OC1A: Wyjście zgodności Output Compare A. Końcówka PD5 może służyć jako zewnętrzne wyjście Output Compare A timera/licznika 1. Końcówkę należy skonfigurować jako wyjście (ustawiony bit DDD5 w rejestrze DDRD), aby służyła tej funkcji. Końcówka OC1A jest również końcówką wyjściową dla funkcji trybu PWM timera.
OC1B: Wyjście zgodności Output Compare B. Końcówka PD4 może służyć jako zewnętrzne wyjście Output Compare B timera/licznika 1. Końcówkę należy skonfigurować jako wyjście (ustawiony bit DDD4 w rejestrze DDRD), aby służyła tej funkcji. Końcówka OC1B jest również końcówką wyjściową dla funkcji trybu PWM timera.
INT1: Źródło 1 przerwania zewnętrznego: końcówka PD3 może służyć jako źródło przerwań zewnętrznych.
INT0: Źródło 0 przerwania zewnętrznego: końcówka PD2 może służyć jako źródło przerwań zewnętrznych.
TXD: Dane transmitowane (końcówka wyjścia danych dla USART). Gdy zostanie włączony nadajnik USART, końcówka ta będzie skonfigurowana jako wyjście bez względu na wartość bitu DDD1 rejestru DDRD.
RXD: Dane odbierane (końcówka wejścia danych dla USART). Gdy zostanie włączony odbiornik USART, końcówka ta będzie skonfigurowana jako wejście bez względu na wartość bitu DDD0 rejestru DDRD. Gdy USART wymusza tryb pracy końcówki jako wejście, opornik podciągający można wciąż kontrolować bitem PORTD0 rejestru PORTD.
Poniższe tabele odwzorowują funkcje alternatywne portu D w zależności od sygnałów sterujących.
Nazwa sygnału | PD7/OC2 | PD6/ICP1 | PD5/OC1A | PD4/OC1B |
PUOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
PUOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DDOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
PVOE | Włączenie OC2 | 0 | Włączenie OC1A | Włączenie OC1B |
PVOV | OC2 | 0 | OC1A | OC1B |
DIEOE | 0 | 0 | 0 | 0 |
DIEOV | 0 | 0 | 0 | 0 |
DI | – | Wejście ICP1 | – | – |
AIO | – | – | – | – |
Nazwa sygnału | PD3/INT1 | PD2/INT0 | PD1/TXD | PD0/RXD |
PUOE | 0 | 0 | TXEN | RXEN |
PUOV | 0 | 0 | 0 | PORTD0 • PUD |
DDOE | 0 | 0 | TXEN | RXEN |
DDOV | 0 | 0 | 1 | 0 |
PVOE | 0 | 0 | TXEN | 0 |
PVOV | 0 | 0 | TXD | 0 |
DIEOE | Włączenie INT1 | Włączenie INT0 | 0 | 0 |
DIEOV | 1 | 1 | 0 | 0 |
DI | Wejście INT1 | Wejście INT0 | – | RXD |
AIO | – | – | – | – |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x1B (0x3B) | PORTA7 | PORTA6 | PORTA5 | PORTA4 | PORTA3 | PORTA2 | PORTA1 | PORTA0 | PORTA |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x1A (0x3A) | DDA7 | DDA6 | DDA5 | DDA4 | DDA3 | DDA2 | DDA1 | DDA0 | DDRA |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x19 (0x39) | PINA7 | PINA6 | PINA5 | PINA4 | PINA3 | PINA2 | PINA1 | PINA0 | PINA |
Zapis/Odczyt | O | O | O | O | O | O | O | O | |
Wartość początkowa | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x18 (0x38) | PORTB7 | PORTB6 | PORTB5 | PORTB4 | PORTB3 | PORTB2 | PORTB1 | PORTB0 | PORTB |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x17 (0x37) | DDB7 | DDB6 | DDB5 | DDB4 | DDB3 | DDB2 | DDB1 | DDB0 | DDRB |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x16 (0x36) | PINB7 | PINB6 | PINB5 | PINB4 | PINB3 | PINB2 | PINB1 | PINB0 | PINB |
Zapis/Odczyt | O | O | O | O | O | O | O | O | |
Wartość początkowa | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x15 (0x35) | PORTC7 | PORTC6 | PORTC5 | PORTC4 | PORTC3 | PORTC2 | PORTC1 | PORTC0 | PORTC |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x14 (0x34) | DDC7 | DDC6 | DDC5 | DDC4 | DDC3 | DDC2 | DDC1 | DDC0 | DDRC |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x13 (0x33) | PINC7 | PINC6 | PINC5 | PINC4 | PINC3 | PINC2 | PINC1 | PINC0 | PINC |
Zapis/Odczyt | O | O | O | O | O | O | O | O | |
Wartość początkowa | 0 | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x12 (0x32) | PORTD7 | PORTD6 | PORTD5 | PORTD4 | PORTD3 | PORTD2 | PORTD1 | PORTD0 | PORTD |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x11 (0x31) | DDD7 | DDD6 | DDD5 | DDD4 | DDD3 | DDD2 | DDD1 | DDD0 | DDRD |
Zapis/Odczyt | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | Z/O | |
Wartość początkowa | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bit | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
0x10 (0x30) | PIND7 | PIND6 | PIND5 | PIND4 | PIND3 | PIND2 | PIND1 | PIND0 | PIND |
Zapis/Odczyt | O | O | O | O | O | O | O | O | |
Wartość początkowa | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A | N/A |
Zespół Przedmiotowy Chemii-Fizyki-Informatyki w I Liceum Ogólnokształcącym im. Kazimierza Brodzińskiego w Tarnowie ul. Piłsudskiego 4 ©2024 mgr Jerzy Wałaszek |
Materiały tylko do użytku dydaktycznego. Ich kopiowanie i powielanie jest dozwolone
pod warunkiem podania źródła oraz niepobierania za to pieniędzy.
Pytania proszę przesyłać na adres email:
Serwis wykorzystuje pliki cookies. Jeśli nie chcesz ich otrzymywać, zablokuj je w swojej przeglądarce.
Informacje dodatkowe.