PIC单片机I/O端口编程注意事项

kingman

9.10 I/O 编程注意事项
使用端口及GPIO 作为I/O 时，为确保操作按预想的进行，需要考虑一些设计注意事项。
9.10.1 双向I/O 口
任何写操作指令实际上都是先执行一个读操作，再执行一个写操作。例如，BCF 和BSF 指令，先
读寄存器的值到CPU，然后执行位操作，最后将结果写回寄存器。当一个端口既有输入引脚又有
输出引脚时，对其的操作必须加倍小心。例如，对PORTB 的bit5 执行BSF 操作时，先将PORTB
的全部8 位数值读入CPU，然后将bit5 位置“1”，最后将PORTB 的结果写回输出锁存器。如
果另一个PORTB 的引脚是作为双向I/O 引脚（如：bit0），而且此时引脚定义为输入，则该引脚
当前的输入信号被读入CPU，然后将值重新写入该特定引脚的数据锁存器，覆盖先前的内容。只
要该引脚一直是输入模式，就毫无问题。然而，如果bit0 随后变成输出引脚，其数据锁存器的内
容已经改变而无法得知。
对端口寄存器的读操作，是读端口引脚的电平值。对端口寄存器的写操作是向端口锁存器写值。
对一个端口使用读- 修改- 写指令（如：BCF 和BSF 等）时，首先读入端口引脚的数值，然后对
读入值执行指定的操作，最后将操作结果写入端口锁存器。
例9-9 显示了对一个I/O 端口执行两个连续的读- 修改- 写指令的情况。
例 9-9： 对I/O 端口执行读- 修改- 写指令

; Initial PORT settings: PORTB<7:4> Inputs ; PORTB<3:0> Outputs ; PORTB<7:6> have external pull-ups and are not connected to other circuitry ; ; PORT latch PORT pins ; ---------- --------- BCF PORTB, 7 ; 01pp pppp 11pp pppp BCF PORTB, 6 ; 10pp pppp 11pp pppp BSF STATUS, RP0 ; BCF TRISB, 7 ; 10pp pppp 11pp pppp BCF TRISB, 6 ; 10pp pppp 10pp pppp ; ; Note that the user may have expected the pin values to be 00pp ppp. ; The 2nd BCF caused RB7 to be latched as the pin value (high).

当某引脚设置为输出时，不应通过外部器件另加电平来驱动该引脚的电平高低，以达到改变其电
平（“线或”或“线与”）的目的。不然，短路的高输出电流有可能损坏器件。
9.10.2 I/O 端口的连续操作
对I/O 端口的写操作实际发生在指令周期的末尾时刻，但对于读操作，在指令周期的开始处，所
读的数据就必须有效（图9-12）。因此，如果对同一个I/O 端口进行写操作之后，接着执行读操
作，此时要特别注意。指令的执行顺序应该是：等引脚电压达到稳定（与负载有关）后，才执行
下一个指令将端口值读入CPU。否则，读入的可能是引脚的前一个状态而不是新状态。当状态不
确定时，最好用一个NOP 指令或者其它不访问该I/O 端口的指令隔开这些指令。


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图9-13 所示为这类情况的I/O 模型。随着等效电容（C）变大， I/O 引脚的上升或下降时间也将
延长。随着器件工作频率或等效电容的增加，对PORTx 端口连续执行读- 修改- 写指令出现问
题的可能性也随之增加。该等效电容包括印制板走线的分布电容。
解决该问题的最好办法就是在I/O 引脚上串连一个电阻。该电阻可以使I/O 引脚在下一条指令执
行前很快达到预期值。
在对PORTx 连续执行的读- 修改- 写指令之间加入NOP 指令，是解决该问题的一种低成本方法。
由等效电容C 和器件的工作频率决定NOP 指令的数量。



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