在4位數據模式下時，是否可以將其他4位用於其他內容？

Question

因此，我正在編寫一個C程序以4位數據模式連接LCD。 但是，我想知道是否可以使用其他4位來做其他事情，例如外部中斷。 更具體地說，我將PORTD用於arduino上的數據線，但是我還需要引腳PD2才能使用INT0中斷（按鈕）。 在我的程序中，我注意到在發送命令時，我一直將低4位設置為0：

PORTD = cmd & 0xf0;
flashLCD();
PORTD = (cmd & 0x0f) << 4;

這可以正常工作，但是將其他位設置為0。這在計時器上調用，這意味着Im反復發送命令。 因此，我嘗試保存寄存器的先前值，並通過一些按位操作將其附加：

uint8_t initial_state = PORTD;
PORTD = (cmd & 0xf0) | (initial_state & 0x0f);
flashLCD();
PORTD = ((cmd & 0x0f) << 4) | (initial_state & 0x0f)

它在LCD上發送cmd，但是它仍然不會響應中斷。 我想知道我是否沒有考慮到某些問題，或者我的邏輯不正確。 謝謝。

編輯：Nvm我想通了。 我的LCD庫即使在4位模式下也總是將端口寄存器重置為0，因此其他未使用的端口也被重置了。 我只是更改了庫，以便在4位模式下可以使用其他端口。

Answer 1

我不知道在Arduino上使用的控制器（ATmega / AVR或其他控制器），甚至都沒有指定使用哪個控制器。

但是通常，端口和端口引腳可以配置為具有輸入或輸出模式。 由於您通過PORTD分配了4位，因此我假設整個8位端口（所有端口引腳）都配置為輸出。

如果整個端口的某些引腳可以同時用作輸出引腳，而其他端口可以同時用作輸入引腳，則應考慮使用手冊。

小心地在兩個端口之間切換整個端口的輸入/輸出，這可能會產生副作用，例如不必要的HL / LH轉換。 我曾經用8255輸出芯片進行過一次操作，由於LCD的復位線連接，導致圖形LCD復位。

Answer 2

您正確地注意到，通過使用按位運算可以保留其他位

PORTD = (PORTD & 0x0F) | (high_bits << 4);

但！ 該行將被編譯成一些機器指令：

1. 將PORTD值加載到寄存器中
2. 對寄存器執行按位與
3. 將high_bits裝入另一個寄存器
4. 執行其他計算（高位等左移）
5. 執行按位或
6. 將結果存儲回PORTD

假設在1到6之間的某個位置觸發了中斷，它會停止執行代碼，並更改PORTD的低位。 中斷例程完成后，程序將繼續執行，它將用中斷之前寄存器中存儲的內容重寫PORTD的所有第8位，從而覆蓋PORTD的低位，並丟棄中斷例程中進行的所有更改。

因此，有兩種方法可以對PORTx進行原子操作。

第一：只是在PORTx寄存器更新時禁用中斷：

uint8_t old_sreg = SREG; // save SREG register (including I flag)
cli(); // clear I flag, thus prohibiting interrupts
PORTD = (PORTD & 0x0F) | (high_bits << 4); // perform the operation
SREG = old_sreg; // restoring SREG and I flag, if it was set before

第二種方法僅適用於新的AVR內核（例如ATmega328、1284、2560等），而不適用於較舊的內核（ATmega8、32等）。 請參考數據表中的“ I / O端口->端口作為通用數字I / O->切換引腳”部分。 將1寫入PINx的位將反轉PORTx的相應位。 使用它，可以僅更新PORTx寄存器的所需位，而保持其他狀態不變，從而無需鎖定中斷。 在時間緊迫的環境中，中斷應盡快觸發，這可能很有用。

PIND = (PORTD ^ (high_bits << 4)) & 0xF0;

當然，如果保證中斷只能更改PORTD的其他位（在本例中為低位），它將起作用。 如果該中斷也可以寫入相同的位，則可能會導致意外的結果，因此請小心。