Para determinar os estados de suas entradas e saídas o microcontrolador possui registadores na qual esses dados são armazenados. Ao chamar as funções de entrada e saída fornecidas pela biblioteca padrão do Arduino o que fazemos é nada mais que modificar tais registadores.
A manipulação direta de registadores permite que:
- A leitura e escrita em pinos seja feita muito mais rápida.
- Ler e escrever em mais de um pino de uma mesma porta por vez.
- O código produzido é menor, em alguns casos esse fator pode fazer a diferença entre seu código caber na memória flash ou não.
Essa técnica também possuí desvantagens:
- O código produzido é menos portável, difícil de esboçar e de ser mantido.
Na abordagem dos conceitos a seguir o microcontrolador atmega328 presente na placa Arduino Uno será utilizado.
Todos os registadores desse microcontrolador possuem 8 bits. Os pinos de entrada e saída são divididos em PORTs. O atmega328 possui 3 PORTs, como podemos observar no diagrama a seguir:
PORTB (Pinos Digitais de 8 a 13)
PORTC (Pinos Analógicos)
PORTD (Pinos Digitais de 0 a 7)
Cada PORT possui 3 registadores com diferentes funções:
DDR
Os registadores do tipo DDR (Data Direction Register) são responsáveis por determinar se os pinos de um determinado PORT se comportarão como entrada ou saída. Cada bit do registador DDR controla o estado do respectivo pino. Por exemplo: O bit 1 do registador DDRB (DDB1) controlará o estado do pino PB1 e consequentemente o pino D9 do Arduino Uno como mostrado no mapa.
Para definir um pino como saída devemos setar seu respectivo bit do registador DDR como 1 e para defini-lo como entrada seta-lo para 0.
/* Equivalente: pinMode(9,OUTPUT); digitalWrite(9,LOW); */ DDRB |= (1 << DDB1); PORTB &= ~(1 << PORTB1);
PORT
Os registadores do tipo PORT são responsáveis por determinar se um pino está definido como alto (HIGH) ou baixo (LOW).
Para definir um pino como alto devemos setar seu respectivo bit do registador PORT como 1 e para defini-lo como baixo seta-lo para 0.
/* Equivalente: pinMode(9,OUTPUT); digitalWrite(9,LOW); */ DDRB |= (1 << DDB1); PORTB &= ~(1 << PORTB1);
/* Equivalente: digitalWrite(8,HIGH); digitalWrite(9,HIGH); digitalWrite(10,HIGH); digitalWrite(11,HIGH); digitalWrite(12,HIGH); digitalWrite(13,HIGH); */ PORTB = 0xFF;
PIN
Os registadores do tipo PIN são responsáveis por guardar o estado lógico de um pino.
/* Equivalente: pinMode(9,INPUT); digitalWrite(9,HIGH); //Nesse contexto, ativa o pull-up interno. bool x = digitalRead(9); */ DDRB &= ~(1 << DDB1); PORTB |= (1 << PORTB1); bool x = (PINB & (1 << PINB1));
Artigo gentilmente cedido por Vida de Silicio
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