在 Arduino 上制作一个由多个端口组成的“虚拟端口”答案

【问题标题】：Make a "virtual port" which consists of multiple ports on Arduino在 Arduino 上制作一个由多个端口组成的“虚拟端口”
【发布时间】：2019-02-18 19:18:48
【问题描述】：

我开始在 Arduino 上使用端口，而不是手动将每个引脚设置为低或高。这非常有用，而且速度更快。我在一个项目中，我需要至少一个全端口（8 位）和至少一个串行端口。

我想使用 Arduino UNO，但它只有一个全端口，端口 D。 PD0 和 PD1 用于串行通信。这意味着我不能使用端口 D。

我想知道是否有可能将多个端口合并为一个“虚拟端口”。最后我想要这样的东西：

PORTX = 0b11111111; // the first 2 bits are PB0/PB1 and bit 3-8 are PD3-PD8

这有可能吗？？？

【问题讨论】：

您可以使用所有端口 D。只需为您的串行端口使用软件串行通信（bit-banging）。
我喜欢使用所有的端口D 和串行通信。引脚 D0 和 D1 硬连线到 USB，所以我认为没有办法使用其他引脚进行串行通信
您不需要实际的串行端口来进行串行通信。您可以使用任何可用的 GPIO 引脚来使用 bit-banging。见georgetimmermans.com/arduino-serial-driver.html
可以使用宏或小函数从/向正确的端口读取/写入。
@Chimera 是的，bitbanging 是可能的，但是如何将用户定义的串行端口连接到 USB（这是 arduino 最常用的接口）？

标签： arduino port microcontroller arduino-c++

【解决方案1】：

我会说“是”，这是可能的，但可能不是你想要的方式（或者我只是不知道该怎么做^^）

首先，PORTS 是来自 Atmel 的宏。您的 Arduino-Uno 基于 AtMega328p，因此使用 AVR-Toolchain 和引擎盖下的所有 PORTS。如果您打算在没有 arduino-bootloader 和所有花哨的 arduino-library-stuff 的情况下对您的微控制器进行编程，那么您可以这样处理所有 GPIO。

如果您查看 Atmel-AVR 工具链的代码（arduino 位于其顶部），您会看到，PORTS 定义在 iom328p.h 中，并且只是内部 IO- 的地址微控制器内的寄存器。

所以，仅仅声明一个虚拟端口并不是那么容易（也许使用一种类似于std::mmap() 的内存映射，但我从未尝试过这个）。

不管怎样，你是一名程序员，所以几乎所有事情都有解决方案；）我个人建议，创建自己的Port-Class：

该类将您所需的Pins 保存为成员，并且您有一个设置器，它根据您传递给它的编号覆盖您的成员引脚
（此代码并不意味着是“完美”的解决方案，只是对方向的快速提示）

我建议您使用 arduino-library 来使用这种方法。如果你用普通的PORTS 来做，你可能会在某个地方搞砸。因此，例如，如果您初始化 SerialPort，然后执行PORTD |= (1<<PD0) 之类的操作，您将无法接收任何数据并且不知道为什么。

class MyPort
{
private:
  uint8_t m_pin[8];
public:
  MyPort(uint8_t pins[8])
  {
    for(int i=0; i<8; ++i)
    {
      m_pin[i] = pins[i];       //copy from constructor-argument into member-variable
      pinMode(pins[i], OUTPUT); //setting pin as OUTPUT
    }
  }

  void operator =(uint8_t val)
  {
    for(int i=0; i<8; ++i)
    {
      digitalWrite(m_pin[i], (val >> i)&1);
    }
  }
};

//            B0,B1,D2,D3,D4,D5,D6,D7
//             v  v  v  v  v  v  v  v
uint8_t pins[]{8, 9, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
MyPort PORTX(pins);

void setup()
{
  PORTX = 0b11001100;
}

void loop()
{
  // put your main code here, to run repeatedly:
}

请注意，如果您也想在自己的端口上进行按位寻址，您还必须覆盖其他运算符

【讨论】：