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大多單片機設計中都需要很多的引腳來實現各種各樣的輸入檢測和輸出顯示或控制功能。這在引腳數不能再增加的前提下。常常會顯得引腳數不夠。所以能否把芯片的固有資源發揮到極致，往往是決定此系統性價比的關鍵。本文借鑒軟件操作系統的分時復用原理，來把任務分成多個時間片，在不同的時間片執行不同的任務。從而實現了較少I／O口的多功能控制。 1 EM78P156N單片機的主要功能 EM78P156N是臺灣義隆公司推出的8位單片機，圖1所示是該芯片的引腳排列圖。該器件的主要功能如下： ◇工作電壓：2.5～5.5 V； ◇工作溫度范圍：-40℃～85℃； ◇工作頻率在晶振模式時的范圍為：DC～20MHz(5V)、DC～8MHz(3V)和DC～4MHz(2.5V)；而在外部RC振蕩時的頻率范圍為：DC～4MHz (5V)，DC～4 MHz(3V)和DC～4MHz(2.5V)； ◇低功耗：工作在5V／4MHz時工作電流小于2mA，工作在3V／32kHz時的工作電流20μA，工作在休眠模式時的工作電流1μA； ◇帶有1K×13B程序空間； ◇具有雙向I／O口； ◇有5級堆棧深度； ◇有8個可編程上拉腳，7個可編程下拉腳，8個可編程橫漏極開路輸入腳，2個可編程R-op-tion腳。 2 硬件電路的總體設計 本設計中控制電路的MCU部分如圖2所示。圖2中的單片機采用外部RC振蕩，振蕩頻率為4MHz。其中LED1～LED6和按鍵K2、K3共用了P61～P65五個I／O口。在該電路設計時，要注意按鍵按下時不能影響LED的正常點亮，所以在I／O口與按鍵之間串了一個2kΩ的電阻，這樣即使按住按鍵不放。LED也能正常點亮。每一路LED燈的點亮須由兩個I／O口同時控制，一路置高、一路置低，使LED產生正向壓降才能點亮。而其余的I／O口則作為正常的輸入、輸出控制。 3 程序流程 本文以按鍵輸入、LED輸出為例，按鍵K2控制第一組LED1～3做跑馬燈變化，按鍵K3控制第二組LED4～6做跑馬燈變化，第一組與第二組燈中每次只能同時亮一個。這里的復用實際上是利用人眼的視覺暫留功能，實際LED是閃爍的，只是人眼分辨不出來而已。每組燈點亮的周期為20ms，按鍵檢測占用的時間為10μs左右，在這么短的時間內，人眼不可能察覺到LED的變化。所以在實際電路設計中，顯示和按鍵等人機接口部分的功能最容易實現分時復用。點亮LED1與LED4的I／O口的工作波形如圖3所示。將按鍵檢測的值送到keybuf中，并做20 ms的延時比較檢測，主要是為了增加按鍵檢測的可靠性。其程序邏輯如圖4所示。 這里需要注意的是，在作為按鍵檢測的時候，P6.2、P6.3、P6.4必須輸出高電平，或者作為輸入口打開內部上拉(如圖3中的P6.2)。這樣可以避免LED在這時被點亮形成鬼影，而影響整個系統的顯示效果。當然也可以將LED驅動換成帶三極管驅動的繼電器。但因為繼電器的吸合或斷開需要幾毫秒的響應過程，而按鍵檢測所需的10μs時間絕對不足以讓繼電器發生狀態跳變。 4 程序介紹 下面給出本系統的顯示部分子程序： 下面是系統中的按鍵掃描部分子程序： 5 結束語 利用本文所介紹的方法復用后就能節省大量的I／O引腳。但設計時需要考慮輸入和輸出的隔離，而不能相互影響，并且即使輸出對象允許在人眼無法察覺的情況下出現瞬間跳變，也不能不影響輸出控制的效果。 |
