在 4 位数据模式下，是否可以将其他 4 位用于其他内容？

Question

所以我正在编写一个 C 程序以在 4 位数据模式下连接 LCD。然而，我想知道我是否可以使用其他 4 位来做其他事情，比如外部中断。更具体地说，我将 PORTD 用于 arduino 上的数据线，但是我还需要引脚 PD2 才能使用 INT0 中断（按钮）。在我的程序中，我注意到我在发送命令时一直将低 4 位设置为 0：

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

这非常有效，但它会将其他位设置为 0。这是在计时器上调用的，这意味着我会重复发送命令。因此，我尝试保存寄存器的先前值并附加一些按位运算：

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

它在LCD 上发送cmd，但是它仍然不会响应中断。我想知道是否有什么我没有考虑到的，或者我的逻辑是否不正确。谢谢

编辑：Nvm 我明白了。即使在 4 位模式下，我的 LCD 库也总是将端口寄存器重置为 0，因此其他未使用的端口也被重置。我刚刚更改了库，以便在 4 位模式下可以使用其他端口。

Answer 1

我不知道 Arduino 上使用的控制器（ATmega/AVR 或其他），你甚至没有指定你使用的是哪个。

但通常，端口和端口引脚可以配置为输入或输出模式。由于您在 PORTD 上给出了 4 位，我假设整个 8 位端口（所有端口引脚）都配置为输出。

你应该考虑你的手册，整个端口的某些管脚是否可以同时作为输出管脚，而其他管脚可以同时作为输入管脚，以及如何。

小心切换 input/output 之间的整个端口，它可能会产生副作用，例如不需要的 H-L / L-H 转换。我有一次使用 8255 输出芯片，由于连接了 LCD 的重置线，导致我的图形 LCD 重置。

Answer 2

您正确地注意到可以使用按位运算保留其他位

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

但是！这一行将被编译成几条机器指令：

将 PORTD 值加载到寄存器中
对寄存器执行按位与运算
加载high_bits到另一个寄存器
执行其他计算（高位左移等）
按位执行或
将结果存回 PORTD

让我们想象一下，在 1 到 6 之间的某处触发中断，它停止代码执行，并更改 PORTD 的低位。中断例程完成后，程序继续执行，将中断前寄存器中存储的内容重写 PORTD 的所有第 8 位，从而覆盖 PORTD 的低位，丢弃中断例程中所做的所有更改。

因此，有两种方法可以使对 PORTx 的写操作成为原子操作。

首先： 只在 PORTx 寄存器更新时禁用中断：

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

第二种 方法仅适用于新的 AVR 内核（例如 ATmega328、1284、2560 等），但不适用于旧内核（ATmega8、32 等）。请参阅数据表，I/O-Ports -> Ports as General Digital I/O -> Toggling the Pin 部分。将 1 写入 PINx 的位将反转 PORTx 的相应位。使用它，可以仅更新 PORTx 寄存器的所需位，而其他位保持不变，从而无需锁定中断。它可能在时间紧迫的环境中很有用，在这种情况下，中断应该尽快触发。

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

当然，如果它保证中断可能只改变 PORTD 的其他（在这个例子中 - 较低的）位，它当然会起作用。如果中断也可以写入相同的位，那么这可能会导致意想不到的结果，所以要小心。

在 4 位数据模式下，是否可以将其他 4 位用于其他内容？

When on 4 bit data mode, is it possible to use the other 4 bits for other stuff?

c

avr

lcd