c - 如何在 AVR C 中实现 arduino Uno shiftOut()?
问题描述
我正在尝试使用移位寄存器 74hc595 控制 8x8 LED 矩阵。在普通的 Arduino 代码中,我们使用该shiftOut()
函数写入 dataPin,但是我在 AVR C 中尝试相同的东西时遇到了麻烦。我遇到的唯一问题是如何仅将数据发送到移位寄存器的 dataPin ,因为如果我使用PORTB |= data
端口中的所有内容都会受到影响。
到目前为止,这是我的代码-
#define F_CPU 20000000L
#include <avr/io.h>
#include <avr/delay.h>
#define latchPinColumn 3
#define latchPinRow 2
#define clockPin 4
#define dataPin 5
//for looping
byte i, j;
//storing data
byte dataToSendColumn;
byte dataToSendRow;
int main()
{
//enabling output pins
DDRB |= (1 << dataPin);
DDRB |= (1 << clockPin);
DDRB |= (1 << latchPinColumn);
DDRB |= (1 << latchPinRow);
PORTB = 0x00; //setting everything to low
while(1)
{
for(i=0; i<8; i++)
{
for(j=0; j<8; j++)
{
dataToSendColumn = (1<<i);
dataToSendRow = (1<<j);
PORTB = 0x00; //setting everything to low
shiftOut(dataPin, clockPin, dataToSendColumn); //controlling the column
PORTB |= (1 << latchPinColumn); //setting latch pin for led column to high
PORTB ^= (1 << latchPinColumn); //setting latch pin for led column to low
shiftOut(dataPin, clockPin, dataToSendRow); //controlling the row
PORTB |= (1 << latchPinRow); //setting latch pin for led row to high
PORTB ^= (1 << latchPinRow); //setting latch pin for led column to low
}
}
}
}
void shiftOut(int dataP, int clock, int val)
{
//performing shiftOut in LSBFIRST method
for(i=0; i<8; i++)
{
data = val & 0b00000001;
PORTB |= data;
PORTB ^= (1^=clock);
}
}
解决方案
arduino 如何实现 ShiftOut
void shiftOut(uint8_t dataPin, uint8_t clockPin, uint8_t bitOrder, uint8_t val)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
if (bitOrder == LSBFIRST)
digitalWrite(dataPin, !!(val & (1 << i)) );
else
digitalWrite(dataPin, !!(val & (1 << (7 - i))));
digitalWrite(clockPin, HIGH);
digitalWrite(clockPin, LOW);
}
}
一些注释可以帮助您解释代码
- 首先类型
uint8_t
只是char
在某个地方键入它有类似这样的东西typedef char uint8_t
- 如函数签名中所示,它以 4 个字符作为参数
data pin
您在其上连接数据的引脚号clock pin
您在其上连接时钟的引脚号bit Order
要选择哪个位先行(最低有效位先行或最高有效位先行#define LSBFIRST 0
) ,您可以使用一些定义#define MSBFIRST 1
Val
您喜欢的数据将其移出引脚
- 数据
Val
是char
类型,而字符类型只是8 位,因此您将循环 8 次以获取每个位val
1<<i
这是左移运算符,它只会创建一个位麝香例如,如果i is equal 5
比这将创建二进制0b00100000
,如果i is equal to 2
这将创建二进制位,例如0b00000100
val & (1<<i)
...运算符&
是按位运算val
符,如果第 i 位是1
,则此表达式将给出非零值,如果第 i 位为零,则此表达式将给出val
零- 如果时钟引脚从高到低,数据将写入移位寄存器
如何使用您的 AVR 实现它
AVR 中的实现将与 arduino 实现非常相似,但略有不同……您应该注意到,在 arduino 中,您只需使用引脚号访问引脚,并且在 arduino 使用的函数内,此引脚号将被解码为端口号( PORTA,PORTB,..etc ) 和该端口内的位号
您需要知道的重要信息,该端口只是内存中的一个寄存器,并且该寄存器是 8 位宽,您可以使用代码访问该寄存器Char pointer
移出的 AVR 代码
// helper macros to make pin HIgh or low
#define SET_PIN(port,pinNumber) ( (port) |= (1<<pinNumber))
#define CLEAR_PIN(port,pinNumber) ( (port) &=~(1<<pinNumber) )
// defention for Bits order
#define LSBFIRST 0
#define MSBFIRST 1
// pin information
typedef struct {
volatile unsigned char * Port;
char NUmber;
}Pin;
// function implementaiton
void shiftOut(Pin dataPin, Pin clockPin, char bitOrder, char val)
{
char i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
if (bitOrder == LSBFIRST){
(val & (1 << i))?SET_PIN(*dataPin.Port,dataPin.NUmber):CLEAR_PIN(*dataPin.Port,dataPin.NUmber);
}
else{
(val & (1 << (7 - i)))?SET_PIN(*dataPin.Port,dataPin.NUmber):CLEAR_PIN(*dataPin.Port,dataPin.NUmber);
}
// make a clockpin go from high to low
SET_PIN(*clockPin.Port,clockPin.NUmber);
CLEAR_PIN(*clockPin.Port,clockPin.NUmber);
}
}
并像这样在 main 中使用它
void main(){
//code ...
// init section
Pin data = {&PORTB,4};
Pin clock= {&PORTB,5};
// make it output
DDRB |=1<<4;
DDRB |=1<<5;
//code ...
while(1){
// code ..
// use when you need
shiftOut(data,clock,LSBFIRST,9); // this will shift out 9(0b00001001) low bit will go first
// code ...
}
}
这是一个快速的方法......如果你有自己的 GPIO 驱动程序(通用输入输出驱动程序),你可以做得更好,用于设置和清除 PIN 并使它们成为输入或输出
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