PIC18系列單片機I/O端口操作寄存器及應(yīng)用
試驗芯片：Microchip PIC 18F4550
集成開發(fā)環(huán)境：MPLAB IDE v8.53
編譯器：Microchip C18
PIC18系列單片機是美國微芯公司（Microchip）8位單片機系列中的高檔系列，其任一I/O引腳允許的最大灌電流或最大拉電流達25mA，可以直接驅(qū)動LED和繼電器。PORTA、PORTB和PORTE的最大灌電流或最大拉電流總和為200mA，PORTC和PORTD的最大灌電流或最大拉電流總和為200mA，PORTF和PORTG的最大灌電流或最大拉電流總和為100mA（注：PIC18F4550沒有這兩個端口）。
單片機和外設(shè)的交互都是通過I/O端口進行，每個I/O端口均有三個操作寄存器：
1、TRISx———數(shù)據(jù)方向寄存器
用來控制I/O引腳的方向，即用來控制PORTx是輸入還是輸出。
2、PORTx——— 端口寄存器
用來鎖存輸出數(shù)據(jù)。當讀PORTx時，器件直接讀I/O引腳電平（而不是鎖存值）。
3、LATx——— 輸出數(shù)據(jù)鎖存器
寫端口就是寫該鎖存器（LATx）。數(shù)據(jù)鎖存器也可以直接讀寫。如果外設(shè)沒有使用該引腳，并且TRISx位配置該引腳為輸出，則將鎖存器內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出到引腳。
在復(fù)位狀態(tài)下，TRISx的復(fù)位值為0xff，即TRISx寄存器的8個位（D0 ~ D7）的值均為1。此時相應(yīng)的PORTx引腳被定義為輸入，相應(yīng)的輸出驅(qū)動器呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。設(shè)置為0時表示相應(yīng)的引腳定義為輸出。
這里應(yīng)注意的是寫PORT就是寫LAT，但讀PORT和讀LAT不同。讀PORT讀的是引腳的狀態(tài)，無論該引腳設(shè)置為輸入引腳還是輸出引腳。而讀LAT得到的是輸出數(shù)據(jù)鎖存器的存儲值，讀LAT得到的值可能和讀PORT得到的值存在不同。
在Microchip C18中，I/O端口三個操作寄存器可以按位（bit）操作，也可以按字節(jié)（byte）操作。
如端口B的方向寄存器用TRISB（或DDRB）表示，某一位用TRISBbits.TRISB0（或DDRB bits.RB0）表示。字節(jié)用TRISB（或DDRB）表示。
如端口B的PORT寄存器用PORTB表示，某一位用PORTBbits.RB0表示。字節(jié)用PORTB表示。
如端口B的輸出數(shù)據(jù)鎖存器用LATB表示，某一位用LATBbits.LATB0表示。字節(jié)用LATB表示。
由于芯片復(fù)位后，LATx（PORTx）鎖存器的值是隨機的，為了排除I/O引腳電平出現(xiàn)毛刺的可能性，在初始化端口時，首先初始化該PORT的數(shù)據(jù)鎖存器（LAT或PORT寄存器），然后再初始化數(shù)據(jù)方向寄存器TRIS。
下面用一個實例說明一下具體應(yīng)用，下圖PIC18F4550與電源、晶振和發(fā)光二極管組成一個最簡單的8位單片機系統(tǒng)，要求同時點亮8個發(fā)光二極管。
首先可以選擇按位操作的方法實現(xiàn)。不難看出，按位操作實際不是真正實現(xiàn)同時點亮與PORTB相連的8個發(fā)光二極管，只是發(fā)光二極管發(fā)光的延時效應(yīng)掩蓋了依次點亮的事實，使得最終效果達到了同時點亮。以下是按位操作方式的實現(xiàn)代碼。
#include
void main(void)
{
PORTBbits.RB0=1;
TRISBbits.TRISB0=0;//點亮第1個LED
PORTBbits.RB1=1;
TRISBbits.TRISB1=0; //點亮第2個LED
PORTBbits.RB2=1;
TRISBbits.TRISB2=0; //點亮第3個LED
PORTBbits.RB3=1;
TRISBbits.TRISB3=0; //點亮第4個LED
PORTBbits.RB4=1;
TRISBbits.TRISB4=0; //點亮第5個LED
PORTBbits.RB5=1;
TRISBbits.TRISB5=0; //點亮第6個LED
PORTBbits.RB6=1;
TRISBbits.TRISB6=0; //點亮第7個LED
PORTBbits.RB7=1;
TRISBbits.TRISB7=0; //點亮第8個LED
while(1);
}
其次可以按字節(jié)操作來實現(xiàn)，代碼比按位操作要簡單很多，而且真正實現(xiàn)了同時點亮的要求。以下是按字節(jié)操作方式的實現(xiàn)代碼。
#include
void main(void)
{
PORTB=0xff;
TRISB=0x00;//點亮8個LED
while(1);
}
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