B001-Atmega16-PORTA的定义-(ques=1)

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#Atmega16-PORTA的定义 #用指针操作寄存器

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本文详细介绍了在sfr_defs.h中如何使用_SFR_IO8()宏定义Atmega16的PORTA寄存器，并解释了__SFR_OFFSET作为基地址与PORTA在寄存器文件中的偏移量如何确定物理地址。内容还提及了avr-libc的相关说明，并讨论了避免使用#define定义以提高代码可读性的方法。

在 iom16.h中定义了 PORTA如下：

#define PORTA   _SFR_IO8(0x1B)

接着在sfr_defs.h中定义了_SFR_IO8()如下：

#if _SFR_ASM_COMPAT
......
#define _SFR_IO8(io_addr) ((io_addr) + __SFR_OFFSET)
#define _SFR_IO16(io_addr) ((io_addr) + __SFR_OFFSET)
......
#else  /* !_SFR_ASM_COMPAT */
......
#define _SFR_IO8(io_addr) _MMIO_BYTE((io_addr) + __SFR_OFFSET)
#define _SFR_IO16(io_addr) _MMIO_WORD((io_addr) + __SFR_OFFSET)
......
#endif /* !_SFR_ASM_COMPAT */

这个定义表示：
如果编译器( _SFR_ASM_COMPAT等于1)可以直接使用汇编、那么像 PORTA这样的变量，就是一个地址值。

此时、__SFR_OFFSET是IO寄存器的基地址，其值等于0x00，所以PORTA展开如下：

#define PORTA   _SFR_IO8(0x1B)
              = ((io_addr) + __SFR_OFFSET)
              = ((0x1B) + 0x00)
              =   0x1B

在汇编中操作 PORTA时，就是直接操作 PORTA的地址：

否则、如果只能使用C语言，那么操作 PORTA这样的变量，就是一个指针操作的过程。
此时、 PORTA的定义展开如下：

#define PORTA   _SFR_IO8(0x1B)
              = _MMIO_BYTE((io_addr) + __SFR_OFFSET)

_MMIO_BYTE()的定义如下：

#define _MMIO_BYTE(mem_addr) (*(volatile uint8_t *)(mem_addr))

这就是用指针的方式去操作一个内存地址，此时 __SFR_OFFSET等于 0x20。
到此、 PORTA的定义进一步展开如下：

#define PORTA   _SFR_IO8(0x1B)
              = _MMIO_BYTE((io_addr) + __SFR_OFFSET)
              = (*(volatile uint8_t *)((io_addr) + __SFR_OFFSET))
              = (*(volatile uint8_t *)((0x1B) + __SFR_OFFSET))
              = (*(volatile uint8_t *)(0x3B))

__SFR_OFFSET是IO寄存器的基地址，0x1B是PORTA在寄存器文件中的偏移量，加在一起就是PORTA的真实的物理地址(端口地址)。

所以我们对PORTA赋值的时候，就是将数值写入上面这个地址处的寄存器中。

参考avr-libc的介绍：http://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__sfr__notes.html

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因此、我们可以将PORTA重命名如下：

    uint8_t *LED = (uint8_t *)(&PORTA);

然后就可以直接对 LED进行操作，来点亮 LED：

    *LED = 0x55;

如果以后更换了 LED的 IO口，只需要修改 LED这个变量的定义即可。
这样对 代码的移植是很有好处的。
也可以进一步打包成这样来隐藏指针操作符：

#define LED  (*(volatile uint8_t *)(&PORTA))

最后、如果可以不用#define的定义来隐藏指针操作符就更好了，因为#define定义的部分阅读起来不方便

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