1. PORT(I/O) Configuration
Lecturer: Reza Arjmandi
Autumn 2015
Lecture 2:
Introduction Input/Output with PORT Configuration

2. Input/Output AVR CPU BUS TWI ADC SPI ISP PORTA PORTB PORTC PORTD SRAM
Flash Memory
SRAM
EEPROM
Counter
USART
TWI
ADC
MCU Control and Timing
I/O
Ports Interface
Watchdog Timer
SPI
ISP
Interrupt Unit
PORTD
PORTC
PORTB
PORTA
Internal
Calibrated
Oscillator
Crystal
PORTA
PORTB
PORTC
PORTD

3. Input/Output 0V +5V 1 1 0V 8 Bit Parallel Data(Input)1
8 Bit Parallel Data(Input) 0V
8 Bit Parallel Data(Output)
10K
VCC
Ports Interface
I/O
0xB7
0x3F
0 -> 0V
+5V
1 -> +5V
Example:
char a;
a=PINB; //read data 0xB7 from
PORTA=0x3F; //write data 0x3F on PORTA
PORTA_Bit7=0; //LED off
PORTA_Bit7=1; //LED On
If(PINB_Bit7==0) //read data from …
AVR CPU

4. Input/Output-Registers
I/O
x:A,B,C,D,…
AVR CPU
DDRx
PINx
DDRx_Bit0
ex. DDRA_Bit0
PORTx
PORTx_Bit3
ex. PORTD_Bit3
Input/Output Registers:
DDRA
PORA
PINB
DDRC
PINC ….
Header file: ioavr.h
Ex. #include<ioavr.h>

5. Input/Output-Registers-DDR
Data Direction Register(Initial value for DDR=0)
0->for input
1->for output
Output
Input
Example:
#include<ioavr.h> //include Header file …
DDRA_Bit0=1;
DDRA_Bit2=0;
DDRB=0xB3; //binary:
DDRC=0b ; //Hex=0xB3

6. 8 Bit Parallel Data(Output)
Input/Output-Registers-PORT
Register for Output Direction 1 1
8 Bit Parallel Data(Output)
0x3F
Example:
#include<ioavr.h> //include Header file …
DDRA=0xFF; //Config PORTA for output
PORTA=0x3F; //binary:
DDRC_Bit3=1 ; //Config PORTA Bit3 for output
PORTC_Bit3=0;
PORTA

7. 8 Bit Parallel Data(Input)
Input/Output-Registers-PIN
Recieve:63
Register for Input Direction
Initial Value for PIN Register =0 1 1
8 Bit Parallel Data(Input)
0x3F
Example:
#include<ioavr.h> //include Header file …
DDRB=0x00; //Config PORTB for input
Char a=PINB; //read 0x3F from PINB
Lcd_putchar(a); //display lcd data
a=PINB_Bit5;
PINB

8. Input/Output-Pull Up/Down
Example: PIN B initial value=0
10K
VCC 1
How to capture push button?
Answer : with external Pull Up resistor
PINB

9. Input/Output-Internal Pull Up/Down
10K
VCC
Internal Pull-Up resistor 1
PINB(initial value)
10K
10K
10K
10K
10K
10K
10K
10K
Internal Pull-down resistor
Example:
DDRB=0x00; //config PORTB as input
PORTB=0x01; //turn on internal pull-up resistor for Bit0
DDRD=0x00; //config PORTD as input
PORTD=0xFF; //turn on internal pull-up

10. Input/Output-Turn off all Pull down resistor
PUD بیت 2 از رجیستر SFIO است و با یک شدن آن تمام مقاومت های Pull-Up غیر فعال می شوند حتی اگر تنظیمات DDRxn و
PORTxn به شکلی باشد که Pull-Up پین هایی فعال باشند .
Example:
SFIOR|=0b ; //disable all internal pull-up resistor

11. BreadBoard

12. Input/Output-Example
فلاشر 8 کانال: برنامه ای که روی 8 LED روی پورتA به صورت حرکت رفت و برگشتی، روشن و خاموش کند
#include<ioavr.h>
#include<intrinsics.h>
int i;
main() {
DDRA=0XFF;
while(1)
for(i=1;i<=128;i=i*2)
PORTA=i;
__delay_cycles(100000); }
for(i=64;i>1;i=i/2)

13. Input/Output-Example2
Start-stop: با فشردن کلید push button که روی پین شماره 7 از پورتD قرار گرفته، LED واقع روی پین شماره 0
از پورت C روشن شود و حالت خود را حفظ کند تا زمانیکه کلید روی پین شماره 3 از همان پورت فشرده شود.
include<ioavr.h>
main() {
DDRD_Bit7=0;
PORTD_Bit7=1;
DDRD_Bit3=0;
PORTD_Bit3=1;
DDRC_Bit0=1;
while(1)
if(PIND_Bit7==0)
PORTC_Bit0=1; }
if(PIND_Bit3==0)
PORTC_Bit0=0;
stop
start

14. Input/Output-Current Limit
باید دقت کرد که مجموع جریان sink یا source شده از یک پورت نباید از 100 میلی آمپر تجاوز کند و جریان کل پورت ها
نیز نباید بیش از 200 میلی آمپر شود.(برای PDIP Package ، جزئیات بیشتر در دیتاشیت)
How to amplify current or
switch High voltage?
Answer:
-Transistor(PNP,NPN,FET,MOS,…)
-Triac
- Thyristor -…
Maximum current: 100mA
Maximum current: 100mA
Maximum current: 100mA

15. Drivers
برای راه اندازی تجهیزاتی چون هیتر، موتور، پمپ، منبع نور و … ، نیاز به درایور یا مدارهای ایجاد توان داریم، تا ولتاژ و جریان مورد نیاز آن ها را تامین کنیم. هرچند میکروکنترلرها فرمان ها را صادر می کنند، اما خروجی میکروکنترلرها قادر نیستند، توان لازم جهت تجهیزات محرک را فراهم کنند. ولتاژ خروجی میکروکنترلرها حدود ۵ ولت و جریان خروجی آن ها در حد چند میلی آمپر است. خیالتان را راحت کنم، با یک میکروکنترلر موتور کوچک یک اسباب بازی را نمی توان به حرکت در آورد. مدارهای درایور ولتاژ و جریان لازم برای تجهیزات محرک را فراهم می کنند. 

16. Relay

17. Contact us