MIT
Blikání LEDkou, práce s registry
Začneme jednoduchým úkolem - chceme blikat LEDkami na výukové desce. Nejprve se podíváme do schématu desky, jak jsou LEDky připojeny k procesoru.
Ze schématu vidíme, že LEDky jsou připojeny k portu F. Kladné elektrody jsou přes odpor připojené k Vcc (+5V), záporné elektrody jsou připojeny k pinům procesoru. Tedy když je na pinu procesoru logická 0, LEDKa svítí, pokud je na pinu logická 1, LEDka nesvítí.
Registry pro práci s porty mikrokontroleru
Funkce mikroprocesoru nastavujeme zápisem do příslušných registrů. V tuto chvíli nám pro ovládání LEDek postačí jen první dva registry.
DDRx - Data direction register
Protože většina pinů procesoru lze použít jako vstup nebo jako výstup, musíme nejprve nastavit piny k LEDkám jako výstupní. K tomu slouží pro každý port registr DDRx, kde x je písmeno portu. V našem případě tedy DDRF. Každý bit v tomto registru ovládá jeden pin portu F. Pokud je bit 0, pin se používá jako vstupní, pokud je bit 1, pin je nastaven jako výstup.
PORTx - Port data register
To, zda je na pinu +5V (logická 1) nebo 0V (logická 0) lze nastavit pomocí registru PORTx, kde x je písmeno portu. V našem případě tedy PORTF
Příklad stavu registru PORTF a stavu LEDek:
| Pořadí bitu | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Název | PORTF7 | PORTF6 | PORTF5 | PORTF4 | PORTF3 | PORTF2 | PORTF1 | PORTF0 |
| Hodnota | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| LEDky | 🟡 | 🟡 | 🟡 | ⚪ | ⚪ | ⚪ | 🟡 | ⚪ |
PINx - Input pin register
Slouží pro čtení stavu pinu, pokud je použit jako vstupní. Pro blikání LEDkami ho potřebovat nebudeme, ale využijeme ho hned až k LEDkám přidáme tlačítka.
Blikání LEDkami
Začneme jednoduše a budeme blikat všemi LEDkami zároveň. Nastavíme všech 8 pinů portu F jako výstupní, tedy do každého bitu zapíšeme jedničku:
DDRF = 0b11111111;
Teď když jsou piny nastavené jako výstup, můžeme měnit jejich stav. K tomu slouží registr PORTx, v našem případě tedy PORTF.
Ze schématu víme, že LEDky rozsvítíme, pokud na všechny piny nastavíme logickou 0:
PORTF = 0b00000000;
A LEDKy zhasneme zápisem logické 1 na všechny piny:
PORTF = 0b11111111;
Program pro blikání všemi LEDKami najednou může tedy vypadat třeba takto:
#include <avr/io.h> // soubor definicemi adres registru, abychom mohli pouzivat symbolicke nazvy jako "PORTB" namisto ciselne adresy registru
#define F_CPU 16000000 // definice frekvence procesoru, v nasem pripade 16MHz aby spravne fungovala funkce delay
#include <util/delay.h> // pridani knihovny s funkci delay
int main(void)
{
DDRF = 0b11111111; //nastavi vsechny piny portu F jako vystupy
while (1) //nekonecna smycka
{
PORTF = 0b00000000; // vsechny piny portu F nastavi jako 0 ->LEDky se rozsviti
_delay_ms(500); // cekani 500ms
PORTF = 0b11111111; // vsechny piny portu F nastavi jako 1 ->LEDky zhasnou
_delay_ms(500); // cekani 500ms
}
}
Shrnutí
Pro ovládání pinů procesoru AVR slouží tyto registry:
| Registr | Popis |
|---|---|
| DDRx | Nastaví piny daného portu jako vstup nebo výstup |
| PORTx | Nastaví na pinech portu log 1 nebo 0 (+5V nebo 0V) |
| PINx | Přečte stav pinu (pokud ho používáme jako vstup) |
Každý bit odpovídá jednomu pinu procesoru.