在《嵌入式編程之單片機(jī)的基本構(gòu)成、工作原理》、《嵌入式編程之單片機(jī)的外圍功能電路》和《單片機(jī)的編程語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)環(huán)境》，我們一起學(xué)習(xí)了單片機(jī)的硬件和編程語(yǔ)言以及開(kāi)發(fā)環(huán)境等。本文將帶大家學(xué)習(xí)單片機(jī)的外圍功能電路控制的基礎(chǔ)知識(shí)。

(SFR) Special Function Registers

單片機(jī)中有象箱子功能一樣的地方，我們稱為寄存器，用來(lái)暫存數(shù)據(jù)。寄存器的種類有程序計(jì)數(shù)器、通用寄存器、以及SFR(特殊功能寄存器)等。

SFR主要用來(lái)設(shè)定外圍功能電路(計(jì)數(shù)器或串行端口、通用I/O等)的工作方式，確認(rèn)其工作狀況，并對(duì)其進(jìn)行控制的。也就是說(shuō)SFR并非僅僅只是用來(lái)保存數(shù)據(jù)的“箱子”。通過(guò)改變保存在“箱子”里的數(shù)據(jù)，不僅可以改變外圍功能電路的動(dòng)作方式，而且“箱子”里的數(shù)據(jù)也將隨著外圍功能電路的工作狀況而改變。

控制外圍功能電路的基礎(chǔ)知識(shí)

下面以通用I/O為例來(lái)說(shuō)明單片機(jī)對(duì)外圍功能電路的控制。通用I/O具有以下功能：

輸出功能：可以輸出高電平電壓或低電平電壓

輸入功能：可以讀出輸入到引腳的電壓電平

首先來(lái)看輸出功能的控制。圖1中的引腳A是一個(gè)通用I/O。

如果向引腳A的寄存器(SFR)

寫(xiě)入0，則引腳A的輸出電壓將為低電平(0V)。

寫(xiě)入1，則引腳A的輸出電壓將為高電平(5V)。

圖1：　通用I/O的輸出功能

如果將圖1的引腳A連接一個(gè)LED，就可以構(gòu)成一個(gè)控制LED的電路(見(jiàn)圖2)。此時(shí)，向寄存器(SFR)寫(xiě)入0則LED亮燈，輸入1則LED熄滅。雖然這是一種很簡(jiǎn)單的動(dòng)作，但卻反映了單片機(jī)對(duì)各種外圍功能電路進(jìn)行控制的基本原理。利用這種功能，就可以完成象電機(jī)的ON/OFF一樣的開(kāi)關(guān)作用(由于通常的單片機(jī)上不能流過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行的大電流，所以還需另行準(zhǔn)備用FET或晶體管作成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路)。另外，如果使用多個(gè)通用I/O端口，就可以完成更加復(fù)雜的控制。

圖2：通用I/O的LED控制電路

接下來(lái)看輸入功能(圖3)。

如果向引腳A輸入低電平電壓(0V)，就會(huì)從寄存器(SFR)讀出0。

如果向引腳A輸入高電平電壓(5V)，就會(huì)從寄存器(SFR)讀出1。

即，讀取寄存器(SFR)的值，就可以判斷外部電壓是低電平電壓還是高電平電壓。

圖3：通用I/O的輸入功能

圖4：通用IO輸入功能構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路

使用通用I/O的輸入功能構(gòu)成圖4所示的電路，單片機(jī)就可以判斷出開(kāi)關(guān)(S)的狀態(tài)。

當(dāng)開(kāi)關(guān)(S)斷開(kāi)時(shí)，電源電壓通過(guò)上拉電阻(R)，連接到引腳A(相當(dāng)于輸入高電平電壓)，寄存器(SFR)將的值變?yōu)?。

當(dāng)開(kāi)關(guān)(S)關(guān)閉時(shí)，引腳A被連接到低電平電壓，寄存器(SFR)的值變?yōu)?。

單片機(jī)通過(guò)讀取引腳A的寄存器(SFR)的值，是“1”還是“0”，可以判斷外部開(kāi)關(guān)(S)是斷開(kāi)還是關(guān)閉狀態(tài)。

圖4：通用IO輸入功能構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路

單片機(jī)上搭載了各種功能的SFR。通過(guò)程序來(lái)更改或讀出這些功能寄存器的值，就可獲知單片機(jī)外圍電路的信息，而對(duì)外圍電路進(jìn)行控制。所以可以說(shuō)，SFR就象是單片機(jī)的五官或者手腳。