AVR - porty - we/wy - dir - PODSTAWY

W związku z dużą ilością pytań oraz w uzupełnieniu do książki "Mikrokontrolery AVR Język C Podstawy programowania" , przedstawiam poglądowy rysunek oraz fragmenty kodów dla mikrokontrolerów AVR. Ma to na celu rozprawić się ostatecznie i wyjaśnić wszystkim początkującym osobom, rozpoczynającym poznawanie mikrokontrolerów AVR jak to jest z tym ustawianiem pinów czy portów na wejścia lub wyjścia. Rysunek przedstawia oczywiście absolutne podstawy w odniesieniu niejako do pojedynczych pinów. Należy sobie jednak zdać sprawę, że każdy mikrokontroler AVR zaopatrzony jest w trzy 8-bitowe rejestry, służące do operacji na portach. Te 3 rejestry istnieją oczywiście dla każdego portu jaki posiada mikrokontroler. Jeśli to będzie np ATmega8 to będzie on posiadał: 3 rejestry kierunku, 3 rejestry wyjściowe oraz 3 rejestry wejściowe:

DDRB    DDRC    DDRD    - rejestry kierunku
PORTB   PORTC   PORTD   - rejestry wyjściowe
PINB    PINC    PIND    - rejestry wejściowe

Analogicznie będzie dla pozostałych mikrokontrolerów. Np. maleńki ATtiny13 będzie posiadał tylko:


DDRB    - rejestr kierunku
PORTB   - rejestr wyjściowy
PINB    - rejestr wejściowy


Spójrzmy więc na rysunek:

Kliknij TUTAJ aby pobrać obrazek w 
wysokiej rozdzielczości np do wydruku

Należy jednak pamiętać, że każdy rejestr składa się z 8 bitów. Tak więc na rysunku mamy pokazane jak za pomocą manipulacji na pojedynczych bitach ustawiać poszczególne piny jako Wejścia lub Wyjścia. Tak można to mieszać. Czyli dowolna część pinów jednego portu może być Wejściami a pozostała część Wyjściami. Aby np. jednocześnie ustawić 4 starsze bity portu B jako wyjścia możemy zapisać to krócej, np w ten sposób:

DDRB = 0xF0;      albo  równoważny sposób:    DDRB = 0b11110000;

Po takich zapisach piny PB7, PB6, PB5, PB4 będą wyjściami natomiast PB3, PB2, PB1, PB0 będą wejściami. Jak widać zapis wartości = 0 do odpowiedniego bitu rejestru kierunku DDRx spowoduje że ten bit będzie wejściem. Zapis wartości = 1 spowoduje, że będzie wyjściem.

Na koniec proszę zapamiętaj, że ZAWSZE po resecie mikrokontrolera bezwzględnie wszystkie piny mikrokontrolera są ustawione jako WEJŚCIA co oznacza, że każdy REJESTR DDRx dla danego portu ma wpisane zera w każdym bicie. Jednocześnie PAMIĘTAJ proszę, że każdy rejestr PORTx także posiada wpisane w każdym bicie wartości = 0 po resecie, co powoduje, że wejścia nie są podciągnięte do VCC wewnętrznym rezystorem a to z kolei powoduje, że mamy do czynienia z wejściami tzw "pływającymi" - będącymi w stanie nieustalonym czyli Hi_Z.

Dlatego też wiele osób się zastanawia dlaczego np, jeśli ustawią dany pin jako WEJŚCIE ale nie podciągną go programowo do VCC oraz nie podciągną go do VCC za pomocą zewnętrznego rezystora i na wejściu podłączą przycisk - to mikrokontroler jakby zaczyna żyć własnym życiem ;) .... raz sam widzi że przycisk jest wciśnięty pomimo że faktycznie tak nie jest a innym razem że nie jest wciśnięty. A to dlatego, że napięcie na wejściu "pływa" tzn. zmienia się swobodnie pomiędzy wartością GND a VCC.

Dlatego nigdy nie zapominaj o podciąganiu wejść do VCC - nawet wtedy gdy są nie wykorzystane. Ponieważ mogą działać jako tzw anteny i dotknięcie palcem mikrokontrolera - szczególnie gdy początkująca osoba jeszcze źle zaprojektuje płytkę PCB - to mikrokontroler będzie się resetował.

Ja np zawsze pierwsze co robię w programie to ustawiam wartości wszystkich bitów każdego PORTx na 1, czyli np. dla ATmega8:

PORTB = 0xFF;
PORTC = 0xFF;
PORTD = 0xFF;

a dopiero po tym rozpoczynam właściwe konfiguracje potrzebnych mi pinów. Nawet jeśli wszystkich nie wykorzystam, to te nie używane pozostaną podciągnięte do VCC i nie będzie na nich stanu nieustalonego Hi-Z. Oczywiście, są wyjątki gdy tak się nie robi. Można tu wspomnieć o urządzeniach zasilanych bateryjnie gdzie liczy się każdy nie tylko mA ale także uA !!! .... Wtedy nie ma co na siłę podciągać nie używanych pinów do VCC ponieważ jak wiadomo każdy wewnętrzny rezystor będzie "zjadał" niepotrzebnie troszkę prądu.