PIC-микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать

• При чтении этого регистра данных порта включается буфер данных, в результате чего состояние защелки[143] выдается на линию шины данных микроконтроллера. Если чтения порта не происходит, то эта D-защелка прозрачна и состояние ее выхода соответствует состоянию вывода микроконтроллера (см. Рис. 2.16, а и б на стр. 46). При чтении порта на входе разрешения D-защелки устанавливается ВЫСОКИЙ уровень, в результате чего значение на выходе тристабильного буфера данных «замораживается», оставаясь неизменным в процессе операции чтения. Для увеличения помехоустойчивости вход защелки данных отделен от вывода микроконтроллера буфером с гистерезисом (триггером Шмитта). К примеру, чтобы считать состояние порта В, достаточно выполнить следующую команду:

movf h’06’,w; Считываем состояние всех восьми линий порта В в W

Рис. 11.4.Различные варианты чтения/записи одного бита порта при различных конфигурациях соответствующего вывода

Микроконтроллеры младшего уровня первого поколения PIC12C5XXX с 12-битным ядром не имеют отдельных регистров TRIS, т. е. триггеры TRIS не отображены на адресное пространство памяти данных. Вместо этого в указанных микроконтроллерах используется команда tris, копирующая содержимое рабочего регистра во внутренний управляющий регистр, не отображенный на память данных. Так, в нашем случае:

movlw b’00001111’; Старшие 4 линии — выходы, остальные — входы

tris h’06’; Конфигурируем порт В

Даже когда появились первые представители 14-битных микроконтроллеров среднего уровня с регистрами TRIS, команда tris была сохранена в системе команд. Причем компания Microchip не гарантирует, что эта команда будет реализована в будущих устройствах. Тем не менее, эту команду до сих пор используют многие программисты, а также некоторые компиляторы языка Си, такие как CCS.

Из Рис. 11.3 видно, что бит TRIS доступен не только для записи, но и для чтения. На первый взгляд эта возможность может показаться бесполезной. Однако предположим, что программист хочет переключить вывод RB7 в режим выхода (см. Пример 11.4):

bcf h’86’,7; Сбросить бит 7 регистра TRISB

Команда bcf относится к командам типа «чтение — модификация — запись» (см. стр. 138), т. е. содержимое регистра TRISB считывается процессором, модифицируется и записывается обратно в регистр. Для выполнения указанной операции процессор должен иметь возможность как читать из регистра, так и записывать в него.

Поскольку параллельный порт не только может быть сконфигурирован как входной или выходной, но также может содержать линии различных направлений, необходимо знать ограничения, имеющие место при чтении или изменении состояния таких не совсем обычных регистров. Например, что произойдет, если программа прочитает бит порта, который был сконфигурирован как выход? Всего возможно четыре ситуации, которые представлены на Рис. 11.4.

а) Чтение вывода, сконфигурированного как вход (TRIS = 1)

В данном случае буфер TRIS отключен, и состояние триггера данных остается неизменным. Например, команда movf h’06’,w считает состояние выводов порта В в рабочий регистр.

б) Запись в вывод порта, сконфигурированного как выход (TRIS = 0)

В данном случае буфер TRIS включен, а состояние триггера данных изменяется процессором, выполняющим запись в порт. Значение, сохраненное в этом триггере, появляется на выводе микроконтроллера. К примеру, если все выводы порта В сконфигурированы как выходы, то в результате выполнения команд

movlw b’10101010’

movwf h’06’

выводы порта В будут установлены в состояние HLHLHLHL (Н — ВЫСОКИЙ уровень, L — НИЗКИЙ уровень).

в) Чтение вывода, сконфигурированного как выход (TRIS = 0)

В данном случае буфер TRIS включен, поэтому вывод микроконтроллера будет подключен к выходу соответствующего триггера данных. В большинстве случаев в результате чтения вывода порта, сконфигурированного как выход, будет считано состояние триггера данных и соответствующего вывода. Однако так происходит не всегда. Если ток, отбираемый подключенным к выводу устройством, достаточно велик, то напряжение на выводе может довольно сильно отличаться от значений, соответствующих нормальным логическим уровням. Так, подключение биполярного транзистора непосредственно к выводу порта (как на Рис. 11.5, а) приведет к потреблению значительного тока от буфера TRIS, что вызовет снижение напряжения на выводе до уровня 0.7 В (падение напряжения на переходе база-эмиттер типового транзистора)[144].