第1节通用IO接口基本概念及连接方法

第 1 节 通用 I/O 接口基本概念及连接方法1．I/O 接口的概念 I/O 接口，即输入输出接口，是微控制器同外界进行交互的重要通道。这里的接口英文是port，也可以翻译为“端口”，另一个英文单词是 interface,也翻译为接口。从中文字面看，接口与端口似乎有点区别，但在嵌入式系统中它们的含义是相同的。有时 I/O 引脚称为接口 （interface），而把用于对 I/O 引脚进行编程的寄存器称为端口（port），实际上它们是紧密相连的。因此，不必深究它们之间的区别.有些书中 甚至直接称 I/O 接口（端口)为 I/O 口.在嵌入式系统中，接口千变万化，种类繁多，有显而易见的人机交互接口,如操纵杆、键盘、显示器；也有无人介入的 接口，如网络接口、机器设备接口。 2．通用 I/O 第一章中已经介绍了什么是通用 I/O，这里再回顾一下。所谓通用 I/O，也记为 GPIO(General Purpose I/O)，即基本的输入/输出，有时也称并行 I/O，或普通 I/O.它是 I/O 的最基本形式。本书中使用正逻辑，电源（Vcc）代表高电平，对应数字信号 “1”；地(GND)代表低电平，对应数字信号“0”.作为通用输入引脚，MCU 内部程序可以通过端口寄存器读取该引脚，知道该引脚是“1”（高电平）或 “0”(低电平），即开关量输入。作为通用输出引脚，MCU 内部程序通过端口寄存器向该引脚输出“1”（高电平）或“0”（低电平),即开关量输出.大多 数通用 I/O 引脚可以通过编程来设定工作方式为输入或输出,称之为双向通用 I/O. 3．上拉下拉电阻与输入引脚的基本接法 芯片输入引脚的外部有三种不同的连接方式：带上拉电阻的连接、带下拉电阻的连接和“悬空"连接.通俗地说，若 MCU 的某个管脚通过一个电阻接到电源 （Vcc）上，这个电阻被称为“上拉电阻”。与之相对应，若 MCU 的某个管脚通过一个电阻接到地（GND)上,则相应的电阻被称为“下拉电阻”.通过这种 做法,将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平或低电平,电阻同时起限流作用。根据实际情况，上拉电阻与下拉电阻可以取值在 1KΩ～5MΩ 之间,通常在 1KΩ~10KΩ 之间. 图 4-1 给出了这三种连接方式，其中 I1 引脚外接上拉电阻 R2 与 VCC 相连(R1〈R2），当开关 K1闭合时，I1 引脚输入“0”（低电平）；当开 关 K1 断开时，I1 引脚输入“1”（高电平)。I2引脚外接下拉电阻 R4 与地相连（R3〈R4),当开关 K2 闭合时，I2 引脚输入“1”（高电 平)；当开关 K2 断开时,I2 ...