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一個(gè)簡(jiǎn)單的pos機(jī)程序
我第一次跑起跑馬燈程序的時(shí)候開(kāi)心的像個(gè)兩百斤的孩子
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單片機(jī)底層思考_硬件電路與寄存器編程1
以控制燈跑馬燈為例，思考硬件電路與寄存器編程的關(guān)系
最一般的實(shí)現(xiàn)跑馬燈的電路如下
從任意單片機(jī)引出四個(gè)含GPIO功能的引腳引出來(lái)，GPIO是General Purpose Input Output是經(jīng)典的實(shí)現(xiàn)設(shè)置輸出電平，檢測(cè)捕獲輸入電平的硬件電路。
四個(gè)GPIO口與電阻和LED燈連接，共同連接在接地端。
如果想實(shí)現(xiàn)1亮234滅，2亮134滅，類(lèi)似這樣的跑馬燈功能，該如何實(shí)現(xiàn)呢？
如果是我來(lái)做這些事，首先我會(huì)把第一個(gè)電路接在VCC上，然后其他電路都接在地上，這樣一路電路有了壓降LED亮了，其他沒(méi)有，就滅了，然后我再把一路接地，二路接VCC，就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)跑馬燈的動(dòng)畫(huà)效果。
好像下圖這樣
以此類(lèi)推，只要我不停的換連導(dǎo)線(xiàn)，就可以完成這樣的動(dòng)畫(huà)效果了。
但是這樣好麻煩，我不想一直不斷的機(jī)械做這些事，可以花更多的時(shí)間在散步讀書(shū)上才對(duì)。
所以我特別希望改進(jìn)這個(gè)電路，仔細(xì)觀察，找到規(guī)律
如果用1代表導(dǎo)線(xiàn)接入VCC，用0代表接地，那么順序應(yīng)該是
1000 -> 0100 -> 0010 -> 0001 ->1000
能不能有什么設(shè)備幫助我們換連導(dǎo)線(xiàn)呢？
這里有兩個(gè)思路，第一個(gè)使用經(jīng)典的數(shù)字電路，移位寄存器，用邏輯門(mén)啥的，在時(shí)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下幫我們切換導(dǎo)線(xiàn)連接方法。
那么第二個(gè)思路就是用單片機(jī)啦！單片機(jī)那可比簡(jiǎn)單的數(shù)字電路厲害多了。
單片機(jī)的GPIO設(shè)備有好幾種工作方式，按照其工作的特點(diǎn)來(lái)看可以分為輸出/輸入兩種模式。
當(dāng)我們需要單片機(jī)去感應(yīng)外部電平的時(shí)候，我們會(huì)把它設(shè)置在輸入模式，當(dāng)然現(xiàn)在在我們希望他能輸出特定的電壓，所以設(shè)置他為輸出模式。
單片機(jī)是一個(gè)大黑盒子，里面的原理很深?yuàn)W很復(fù)雜，但是幸運(yùn)的是，設(shè)計(jì)單片機(jī)的人，給我們提出了寄存器的概念，這樣我們就不需要理解復(fù)雜的電路原理，就可以完成特定的功能操作了！
例如，選擇GPIO口為輸出還是輸入，其切換電路可以抽象成這樣
當(dāng)P0SEL寄存器的BIT0的數(shù)值為1的時(shí)候，P0.0口硬件與一大片輸出相關(guān)電路相連，也就是說(shuō)此時(shí)P0.0口是處于輸出功能狀態(tài)下，反之BIT0為數(shù)值0則與一大片輸入相關(guān)電路相連。其底層的原理大概是利用三極管開(kāi)關(guān)特性完成的吧！無(wú)論如何我們配置寄存器，就完成了開(kāi)關(guān)的操作，選擇了怎樣的電路與我的P0.0口連接！
值得高興的是在GPIO一系列的寄存器里，我找到了切換輸出電平的寄存器 P0OUT寄存器，我抽象的思考這樣寄存器應(yīng)該是這樣的。
當(dāng)我給P0OUT的最低位寫(xiě)上1的時(shí)候P0.0口與VCC連接，寫(xiě)上0的時(shí)候P0.0口與GND連接。大底是這樣思考的。
于是我驚喜的發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)可以幫助我實(shí)現(xiàn)切換導(dǎo)線(xiàn)連接這樣的事情。
于是我用了MSP430單片機(jī)，把P0.0 P0.1 P0.2 P0.3接在了上述的電路上。
寫(xiě)下了這樣的C代碼
int main(void){unsigned char led_flash_pos=0x01;Basic_init(); //基礎(chǔ)配置P0SEL = 0x0f;//確保P0SEL寄存器低四位是1，使得硬件電路與輸出相關(guān)電路相連Loop:if(led_flash_pos == 0x10)led_flash_pos = 0x01; //限制左移范圍P0OUT = led_flash_pos;DELAY_S(1); //延時(shí)1S讓眼睛看到現(xiàn)象led_flash_pos </計(jì)算機(jī)算法，左移操作goto Loop;//跳轉(zhuǎn)循環(huán)}
可以有非?；ㄉ诘膶?xiě)法，但是最底層的操作就是配置P0OUT這個(gè)寄存器，單片機(jī)編程所有對(duì)硬件的操作都是對(duì)寄存器的操作，我們無(wú)需對(duì)底層硬件有太多深?yuàn)W的理解，就可以完成操作！
作者思考：
分工的時(shí)代，如果認(rèn)真深入的去了解學(xué)習(xí)單片機(jī)最底層的硬件原理的話(huà)，那會(huì)消耗大量的時(shí)間和精力，成為一名優(yōu)秀的軟件開(kāi)發(fā)工程師的話(huà)，對(duì)底層硬件有一定的理解就好，更多精力花費(fèi)在對(duì)代碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法的優(yōu)化，例如對(duì)P0OUT這個(gè)寄存器，何時(shí)寫(xiě)他，怎么寫(xiě)他，寫(xiě)多少比較合適，這都是需要考慮的事情，還有就是延時(shí)的時(shí)間是否過(guò)長(zhǎng)，用定時(shí)器延時(shí)比較好，還是用阻塞延時(shí)比較好？另外，怎樣的跑馬燈動(dòng)畫(huà)更好看？很多可以編程的花樣！
記得筆者第一次跑起跑馬燈程序，興奮的寫(xiě)了好多衍生代碼，例如隔著一個(gè)燈閃爍，快速閃爍，等等，好像往你手上塞了好多好多樂(lè)高積木（寄存器），你可以任意的搭接。
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