PIC单片机的输入和输出操作方法介绍

pic单片机是学习单片机人士必定接触的一款器件，因此大家对pic单片机或多或少具备一定了解。而在pic单片机学习过程中，pic单片机内部硬件资源接口是需要大家掌握的基本内容之一。其中，I/O更是pic单片机的实际基础操作。

I/O口单片机作为一个控制器件必定有数据输入和输出。输入量可能是温度、压力、转速等，而输出量可能是开关量和数据，以保证受控过程在规定的范围内运行。数据的输入和输出都需通过单片机内部有关电路，再与引脚构成输入/输出（I/O）端口。PIC16F84单片机芯片有两个I/O端口（PROTA和PORTB）。端口A为5位口，端口B为8位口，共占用13位引脚。每个端口由一个锁存器（即数据存储器中的特殊功能寄存器05H、06H单元）、一个输出驱动器和输入缓冲器等组成。当把I/O口作输出时，数据可以锁存;作输入口时，数据可以缓冲。

16F84 PORTA口中的RA4是斯密特触发输入、漏极开路输出。而其它的RA口引脚都是TTL电平输入和全CMOS驱动输出。端口PORTB是一个八位双向可编程I/O口。各端口虽然也由锁存器、驱动器、缓冲器等构成，但因功能略有不同而导致电路亦存在差别。现以PORTA口的RA0 ～RA3的电路（见左图）为例，说明其基本工作原理。

图中RA口的I/O引脚是由数据方向位（寄存器TRISA）来定义数据流向。当TRISA寄存器的位置为“1”时，其输出驱动器（由P沟道和N沟道MOS管串接而成）呈高阻态，即两个MOS管均截止，I/O口被定义为输入。此时，数据由I/O端输入，经TTL输入缓冲器到D触发器。当执行读指令时，此D触发器使能，数据经三态门进入数据总线。

当TRISA的位置为“0”时，I/O口被定义为输出，此时输出锁存器的输出电平就是I/O口的输出电平。

读PORTA寄存器的结果就是读取I/O引脚上的电平，而写PORTA寄存器的结果是写入I/O锁存器。所有的写I/O口的操作都是一个“读入/修改/写入”的过程，即先读I/O引脚电平，然后由程序修改（按要求给定一个值），再置入I/O锁存器。

PIC16F84单片机的输出可提供20mA的电流，所以它可直接驱动LED。PORTA和PORTB各个位均可分别定义为输入和输出。下面以PORTA口初始化程序的实例，说明选择I/O口的方法。

CLRF PORTA;端口A被清零BSF STATUS;状态寄存器STATUS的RPO位置为1，选BANK1。

MOVLW 0xCF ;将定向值;11001111置入W工作寄存器MOVWF TRISA;置RA（3～0）位为输入;RA 5？4位为输出;TRISA 7？6位未用在使用I/O口时应注意：

（1）当需要一个I/O口一会做输入、一会又做输出时，输出值会不确定。

（2）I/O引脚输出驱动电路为CMOS互补推挽输出。当其为输出状态时，不能与其它输出脚接成“线或”或“线与”，否则，会因电流过载烧坏单片机。

（3）当对I/O口进行写操作后不宜直接进行读操作，一般要求在两条连续的写、读指令间至少加入一条NOP指令。

例：MOVWF 6 ;写I/ONOP ;稳定I/O电平MOVF 6，W;读I/O5？堆栈单片机执行程序时，常常要执行调用子程序。这样就产生了一个问题：如何记忆是从何处调用的子程序，以便执行子程序之后正确返回。此外，在程序执行过程中，还可能会发生中断，转而执行中断子程序，这时又如何记忆从何处中断，以便返回呢？满足上述功能的方法就是“堆栈”技术。

“堆栈”是一个用来保存临时数据的栈区。当主程序调用子程序时，单片机执行到CALL指令或发生中断时，就自动将下一条指令的地址“压栈”保存到栈区。当子程序结束，单片机执行返回指令时，就自动地把栈区的内容“弹出”，作为下步指令执行的新地址。

PIC16F84单片机芯片内有一个8级13位宽（与PC同宽）的硬件堆栈，此堆栈既不占用程序存储空间，也不占用数据存储空间。当执行一条CALL指令或一个中断被响应后，程序计数器PC中的断点地址就自动被压栈（PUSH）保护，而当执行RETURN、RETLW或者RETFIE指令时，堆栈中的断点地址会弹回（POP）程序计数器PC中。无论是PUSH还是POP操作，都不影响PCLATH寄存器的内容。
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