
IO特性
在学习单片机时,最早接触的就是端口IO操作。那种你让他往左(设置高电平输出),他不敢往右 (输出低电平)的绝对服从,让我们获得极大的乐趣。但是要获得这种乐趣,首先得摸透单片机的IO特性。
以IO输出为例,首先我们要注意端口的输出可以设置的状态,如开漏输出、推挽输出。对应STM8S003,查看数据手册,PB4、PB5为只能开漏输出,在我需要使用该端口做输出时,需要根据实际使用场景注意是否要接外部上拉电阻。同时还要注意一个电气参数,就是拉电流和灌电流,电流方向为端口向负载流动,则为拉电流,反之为灌电流。以LED为例,可以有以下2中形式:
1、拉电流方式
2、灌电流方式
因为单片机的灌电流一般会比拉电流大,对于LED这种负载,在电流较大时(如一个IO口带3个LED灯)一般会采用灌电流连接方式,为了统一方便,一般LED驱动电路都会采用灌电流连接。
单片机的“Hello World”
在我们学习C语言时,我们写的第一个程序一般都是
print("Hello World")。其实在单片机学习时,也同样有一个“Hello World”程序---
点亮一个LED灯。
根据原理图,我们知道要点亮LED灯,只要将对应单片机口设置成输出低电平即可。于是我们很快就写下一行代码:
......
一顿编译、烧录,LED亮了,开心一下,今天任务完成,又可以刷会手机了。
其实在实际应用过程中,很多人也是这么写。虽然功能实现了,但是也有很多其他问题会存在:
- 1 如果这个LED灯显示在很多地方调用,突然有一天,项目要换单片机,这个时候修改就会成为一个问题。这个场景很熟悉,当时学习宏的时候就有说为了程序中的π精度要改变,所以使用 #define PI 3.14 进行定义,使用时都用 PI 进行计算。于是我们可以改成如下:
#define IO_LED P10
- 2 突然有一天,硬件工程师改板时,因为布线困难,需要把灌电流变成拉电流模式。我们只好先崩溃一会,默默打开工程,开始搜索、修改替换。为了防止后面哪天又改回去,于是我们又想到了宏函数,程序又改成这样:
#define IO_LED(state) P10 = state
如果哪天改回去,我们只要修改定义为
IO_LED(state) P10 = !state即可。
对于
IO_LED(0);这样的写法,在日后维护读代码时,容易误解成是关闭LED灯。所以我会在项目中通用定义状态开关,在应用逻辑层保持一致性。同时为方便维护,所有关于IO的宏定义,我会放在
IO_Define.h中。
在
DataType.h中会有如下定义:
typedef
在
IO_Define.h中会定义如下端口宏:
#define IO_LED(state) P10 = !state //灌电流模式,低电平点亮,逻辑取反
在
Main.c中的应用代码:
......
- 3 又突然有一天,需求更改了,需要实时上报LED状态,虽然直接读IO状态也可以,但是为了规范性及后续扩展方便,建议进行封装。一般对于一些操作比较频繁,同时又有可能会有需求变动的地方,建议用函数进行封装,方便再日后需求变更比较大的时候方便操作。
void
在
Main.c中的应用代码:
......
总结
1、写代码时要注意后续维护可能,做好封装,方便日后重构修改
2、写代码时要注意分层解耦,有模块化的思维
3、对代码不能直接表明的,要做好注释
粗略写了下,主要讲下思路,这块代码比较简单就不上传github,后续涉及驱动部分的代码会整理上传。不对之处还望指正交流。