第5章 MC9S12XS输入输出端口模块及其应用实例

《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发合肥工业大学张阳，吴晔，滕勤Email：[e-mail]，[e-mail]，[e-mail]：13966717615，13505612773《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》第5章MC9S12XS输入/输出端口模块及其应用实例输入/输出端口简介输入/输出端口寄存器及设置输入/输出端口应用实例智能车系统中输入/输出端口的应用《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.1输入/输出端口简介MC9S12XS系列内部有非常丰富的输入/输出端口资源，同时也集成了多种功能模块，其输入/输出引脚大多为复用引脚。MC9S12XS128通用I/O口包括PORTA、PORTB、PORTE、PORTK、PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH、PORTJ以及PORTAD。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置通用I/O口通过配置相应寄存器位，可以设置输入/输出端口、驱动能力、内置上拉/下拉电阻使用、中断输入方式等多种功能。通过对DDR、I/O、RDR、PE、PS和IE等寄存器的设置，用户可以获得通用I/O口的不同工作方式。其中，DDR（数据方向寄存器）设定I/O口为输入/输出端口。数据寄存器（I/O寄存器）用于设定I/O口的高低电平。RDR（驱动控制寄存器）用于设定I/O口的输出驱动能力。PE（上拉/下拉使能寄存器）用于当I/O口为输入口时使能内置上拉电阻或下拉电阻的使用。PS（上拉/下拉选择寄存器）当中断允许位置位时，用于选择上升沿触发或下降沿触发中断；当使能内置上拉/下拉电阻时，用于选择使用上拉电阻或下拉电阻。IE（中断使能寄存器）用于使能I/O口的中断功能。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.1PORTA、PORTB、PORTE和PORTK1．数据寄存器（Px）数据寄存器Px中的8位对应每个端口中的相应引脚，如果某端口的引脚被定义为输出时，写入数据寄存器Px中的数值，则从对应引脚输出；如果某端口的引脚被定义为输入时，可以读取数据寄存器Px对应引脚的电平值。需要注意PORTE端口是一个特例，它的最低两位只能为输入口，所以PORTE端口的数据寄存器最低两位是只读位。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.1PORTA、PORTB、PORTE和PORTK2．数据方向寄存器（DDRx）DDRx决定对应引脚配置为输出口还是输入口，如果某位为“0”，则对应引脚设定为输入口；如果某位为“1”，则对应引脚设定为输出口。MCU复位后，DDRx值为0x00，引脚默认为输入口。需要注意的是，PORTE端口是一个特例，它的最低两位只能为输入口，所以PORTE端口的数据方向寄存器最低两位是只读位，读取这两位始终返回“0”。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.1PORTA、PORTB、PORTE和PORTK3．上拉电阻控制寄存器（PUCR）PORTA、PORTB、PORTE和PORTK端口都有内置上拉电阻，PUCR有4位分别配置4个端口选择使用内置上拉电阻，即第7、4、1和0位分别设置K、E、B和A端口。当控制位为“1”时，设定对应端口使用上拉电阻；当控制位为“0”时，禁止对应端口使用上拉电阻。MCU复位后，设定PORTK和PORTE端口使用上拉电阻，PORTB和PORTA端口禁用上拉电阻。PUCR第6位设置BKGD引脚使用上拉电阻。当该位为“1”时，设定该端口使用上拉电阻；当控制位为“0”时，禁止该端口使用上拉电阻。MCU复位后，该位为“1”，引脚默认为使用内置上拉电阻。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.1PORTA、PORTB、PORTE和PORTK4．驱动控制寄存器（RDR）如果PORTA、PORTB、PORTE和PORTK端口为输出口时，每个端口都可以设置其输出驱动能力，RDR有4位分别设定4个端口输出驱动能力，即第7、4、1和0位分别设置K、E、B和A端口。如果某个控制位为“1”时，设定对应端口输出驱动能力降低；如果某个控制位为“0”时，设定对应端口为正常驱动输出方式。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ1．数据寄存器（PTx）如果数据方向寄存器DDRx的对应位为“0”，即对应引脚定义为输入时，读取数据寄存器PTx的对应位，则为对应引脚的输入电平值；如果DDRx的对应位为“1”，即对应引脚定义为输出时，写入PTx寄存器的对应位，则为对应引脚的输出电平值。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ2．输入寄存器（PTIx）输入寄存器PTIx是一个只读寄存器，如果DDRx的对应位为“0”，即对应引脚定义为输入时，读取PTIx总是返回引脚电平值；如果DDRx的对应位为“1”，即对应引脚定义为输出时，利用PTIx可以监视对应引脚是否过载或短路。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ3．数据方向寄存器（DDRx）DDRx决定对应引脚配置为输出口还是输入口，如果某位为“0”，则对应引脚设定为输入；如果某位为“1”，则对应引脚设定为输出。复位后，DDRx值为0x00，即MCU复位后引脚默认为输入口。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ4．驱动控制寄存器（RDRx）如果端口为输出口时，RDRx可以设置端口对应引脚的输出驱动能力。如果RDRx某位为“1”，则对应引脚的输出驱动能力为正常时的1/5；如果某位为“0”，则对应引脚输出为正常驱动能力。复位后，驱动控制寄存器值为0x00，即MCU复位后引脚默认为满功率驱动输出。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ5．上拉/下拉使能寄存器（PERx）如果端口为输入口或者“线或”模式时，可以通过上拉/下拉使能寄存器PERx使能选择使用内置上拉/下拉电阻。如果PERx某位为“1”时，则对应引脚允许使用内置上拉/下拉电阻；如果某位为“0”时，则对应引脚禁用内置上拉/下拉电阻。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ6．上拉/下拉选择寄存器（PPSx）当某引脚被定义为输入且使能内置上拉/下拉电阻时，上拉/下拉选择寄存器PPSx用于选择使用内置上拉或者下拉电阻。如果PPSx某位为“0”，则对应引脚使用上拉电阻；如果某位为“1”，则对应引脚使用下拉电阻。PORTP、PORTH和PORTJ三个端口都具有中断功能，当某端口允许中断时，PPSx还具有第二个作用，用于选择该端口中的引脚中断为上升沿触发或下降沿触发。当端口某引脚使能中断时，当PPSx对应位为“0”时，则该引脚中断为下降沿触发；当PPSx对应位为“1”，则该引脚中断为上升沿触发。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ7．中断使能寄存器（PIEx）PORTP、PORTH和PORTJ三个端口具有中断功能，且都有中断使能寄存器PIEx，PIEx允许或者禁止相应端口的中断请求。如果PIEx某位为“1”，则对应引脚允许中断；如果某位为“0”，则对应引脚禁止中断。复位后，中断使能寄存器值为0x00，MCU复位后关闭所有端口中断请求。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ8．中断标志寄存器（PIFx）PORTP、PORTH和PORTJ三个端口具有中断功能，且都有中断标志寄存器PIFx。基于PPSx寄存器设置的边沿触发中断方式，当端口相应引脚发生中断，并产生有效电平时，则PIFx中的中断引脚对应位被置位。为了清除PIFx中的中断标志位，需要向该位进行写“1”操作。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.2PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJPORTP、PORTH和PORTJ三个端口的中断向量地址及相关标志位、控制位如表5-2所示。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.3PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ1．AD0数据寄存器0（PT0AD0）当不使用AD功能时，如果AD0端口数据方向寄存器0DDR0AD0的对应位为“0”，即对应引脚定义为输入时，读取PT0AD0的对应位，则为对应引脚的输入电平值；如果DDR0AD0的对应位为“1”，即对应引脚定义为输出时，写入PT0AD0寄存器的对应位，则为对应引脚的输出电平值。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.3PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ2．AD0数据寄存器1（PT1AD0）当不使用AD功能时，如果AD0端口数据方向寄存器1DDR1AD0的对应位为“0”，即对应引脚定义为输入时，读取PT1AD0的对应位，则为对应引脚的输入电平值；如果DDR1AD0的对应位为“1”，即对应引脚定义为输出时，写入PT1AD0寄存器的对应位，则为对应引脚的输出电平值。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.3PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ3．AD0数据方向寄存器0（DDR0AD0）DDR0AD0决定AN00～AN07对应引脚为输出口还是输入口，如果某位为“0”，则对应引脚设定为输入口；如果某位为“1”，则对应引脚设定为输出口。如果希望设置AD0端口为通用I/O口功能，ATD0DIEN（数字输入使能）寄存器必须设置为“1”，关于ATD0DIEN寄存器的详细介绍，请参阅第8章。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.3PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ4．AD0数据方向寄存器1（DDR1AD0）DDR1AD0决定AN08～AN15对应引脚为输出口还是输入口，如果某位为“0”，则对应引脚设定为输入口；如果某位为“1”，则对应引脚设定为输出口。如果希望设置AD0端口为通用I/O口功能，ATD0DIEN寄存器必须设置为“1”，关于ATD0DIEN寄存器的详细介绍，请参阅第8章。《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》5.2输入/输出端口寄存器及设置5.2.3PORTT、PORTS、PORTM、PORTP、PORTH和PORTJ5．AD0驱动控制寄存器0（RDR0AD0）如果端口为输出口时，RDR0AD0可以设置端口对应引脚的输出驱动能力。如果RDR0AD0某位为“1”，则对应引脚的输出驱动能力为正常时的1/5；如果某位为“0”，则对应引脚输出