Portexpander am AVR

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Vorteile

• schnell
• preiswert
• einfach anzusteuern (auch ohne Hardware-Unterstützung)
• modular aufgebaut und erweiterbar
• alle Ports können gleichzeitig geschaltet werden, auch 100 Stück
• SPI-Interface und ISP-Pins können verwendet werden
• Bus hat nur 3 Leitungen, dadurch kein kompliziertes Layout mit vielen Leitungen

Nachteile

• bei dieser Version nur Ausgabe möglich

Schaltplan

C-Code

Der folgende C-Code ist Pseudocode, was setzen der Ports angeht. Die entsprechenden Befehle sind durch die richtigen C-Befehle für diese Ports zu ersetzen.

MAKE_OUT (X)

Schaltet X als Ausgang (DDR-Register)

SET (X)

Setzt Ausgang X auf HIGH (PORT-Register)

CLR (X)

Setzt Ausgang X auf LOW (PORT-Register)

Ohne SPI-Hardware

serpa.h

#ifndef _SERPA_H_
#define _SERPA_H_

/* 4 Bytes (32 Ports) */
#define SERPA_SIZE 4

extern unsigned char serpa[];
extern void serpa_out();
extern void serpa_init();

#endif /* _SERPA_H_ */

serpa.c

/* SERiell nach PArallel (serpa) via Software */
#include "serpa.h"

// Array für die Daten
unsigned char serpa[SERPA_SIZE];

void serpa_init ()
{
    // Verwendete Ports auf OUT
    MAKE_OUT (PORT_SER);
    MAKE_OUT (PORT_SCK);
    MAKE_OUT (PORT_RCK);

    // SCR und RCK auf definierten Level HIGH
    SET (PORT_SCK);
    SET (PORT_RCK);
}

void serpa_out ()
{
    unsigned char anz = SERPA_SIZE;
    unsigned char* serp = serpa+SERPA_SIZE;

    do
    {
        unsigned char bits;
        unsigned char data = *--serp;

        // 8 Bits pro Byte rausschieben
        for (bits = 8; bits > 0; bits--)
        {
            CLR (PORT_SER);
            if (data & 0x80)
            {
                SET (PORT_SER);
            }

            data <<= 1;
            // Strobe an SCK schiebt Daten im Gänsemarsch 
            // um 1 Position weiter durch alle Schieberegister
            CLR (PORT_SCK);
            SET (PORT_SCK);
        }
    }
    while (--anz > 0);

    // Strobe an RCK bringt die Daten von den Schieberegistern in die Latches
    CLR (PORT_RCK);
    SET (PORT_RCK);
}