AVR单片机教程——EasyElectronics Library v2.0手册

本文隶属于AVR单片机教程系列。

 

adc.h

bit.h

button.h

buzzer.h

dac.h

delay.h

ee.h

exin.h

exout.h

lcd.h

ldr.h

led.h

pin.h

pot.h

print.h

pwm.h

rgbw.h

rotary.h

segment.h

switch.h

timer.h

tone.h

uart.h

wave.h

 

主要更新：

• 由于修改了一些接口，与之前版本不完全兼容，主版本号更新为2；

• 正式支持中断，初步使用回调；

• UART支持同步与异步IO，缓冲区大小64字节或256字节；

• 完成了所有板载资源的库，包括扩展输入输出和DAC；

• 终于开源了，你可以随意修改与使用；

• 不出意外的话，不会再更新了。

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adc.h

<adc.h>提供了使用ADC组件的函数。

ADC_COUNT：ADC引脚个数。引脚0~3可用于ADC。

adc_t：表示ADC引脚。

• ADC_NULL：表示无ADC输入，当作为参数时，函数返回0；

• ADC_x：x为0到3，表示ADC引脚。

void adc_init()：初始化ADC。

uint8_t adc_read(adc_t _channel)：从_channel引脚读取8位ADC值。

uint16_t adc_read_10bit(adc_t _channel)：从_channel引脚读取10位ADC值。

adc_ref_t：表示ADC参考电压。

• ADC_REF_AREF：AREF端口；

• ADC_REF_AVCC：5V电源电压；

• ADC_REF_1V1：内部1.1V参考电压；

• ADC_REF_2V56：内部2.56V参考电压。

void adc_reference(adc_ref_t _ref)：设定ADC参考电压。

 

bit.h

<bit.h>定义了用于位操作的宏函数，适用于8或16位整数。

set_bit(r, b)：将r的第b位置为1。

reset_bit(r, b)：将r的第b位置为0。

read_bit(r, b)：读取r的第b位，若为1则返回(1 << b)，否则返回0。

cond_bit(c, r, b)：若c为真，则将r的第b位置为1，否则置为0。

flip(r, b)：将r的第b位翻转。

clock(r, b)：将r的第b位翻转2次。

nop()：不执行任何操作的汇编语句。

 

button.h

<button.h>定义了读取板载按键状态的函数。

BUTTON_COUNT：宏常量，按键个数。

button_t：枚举类型，表示按键。

BUTTON_x：x为0~3，表示按键。

pin_t button_pin[BUTTON_COUNT]：存储按键所连接的引脚。

void button_init(pin_t _button2, pin_t _button3)：_button2与_button3分别为按键2和3连接的引脚，可以为PIN_NULL。初始化按键操作。

bool button_down(button_t _which)：返回_which按键是否被按下（调用时状态）。

bool button_pressed(button_t _which)：返回从上一次对_which调用开始，该按键是否被按下（只管两次调用时的状态，无法检测中间过程）。

 

buzzer.h

<buzzer.h>提供了控制板载蜂鸣器的函数。

BUZZER_COUNT：蜂鸣器引脚数量。

wave_t buzzer_pin[]：蜂鸣器连接引脚。

void buzzer_init(wave_t _pos, wave_t _neg)：初始化蜂鸣器。

void buzzer_tone(uint16_t _freq0, uint16_t _freq1)：播放两个频率的声音，0表示关闭。

void buzzer_off()：蜂鸣器静音。

 

dac.h

<dac.h>提供了控制板载10位DAC的函数。

void dac_init()：初始化DAC，输出0V。

void dac_write_10bit(uint16_t _value)：输出10位精度的模拟电压。

void dac_write(uint8_t _value)：输出8位精度的模拟电压。

 

delay.h

<delay.h>定义了延时函数。

void delay(uint16_t _time)：延时_time毫秒。

 

ee.h

<ee.h>包含了此库中的所有头文件。

 

exin.h

<exin.h>用于从板载74HC165读取8个扩展输入的电平。

void exin_init()：初始化74HC165读取。

uint8_t exin_read()：从8个扩展输入引脚读取电平并返回。

 

exout.h

<exout.h>用于向板载74HC595写入8个扩展输出的电平。

void exout_init()：初始化74HC595写入。

void exout_write(uint8_t _data)：向8个扩展输出写入电平。

 

lcd.h

<lcd.h>提供了控制LCD1602显示屏的函数。显示屏从第一行开始显示，一行满自动换行，超过显示区域自动将所有内容上移一行。

LCD屏占用了8个扩展输出和3个显示控制引脚。

void lcd_init(pin_t _exout7)：初始化LCD，需要将Ext Out 7连接到一个引脚上。

void lcd_clear()：清屏。

lcd_status_t：枚举类型，表示3类LCD状态，可通过|运算符连接。

• LCD_OFF：LCD关；

• LCD_ON：LCD开。

• LCD_CURSOR_OFF：光标关；

• LCD_CURSOR_ON：光标开。

• LCD_CURSOR_STEADY：光标常亮；

• LCD_CURSOR_BLINK：光标闪烁。

void lcd_set_status(lcd_status_t _status)：设置LCD开关、光标开关、光标模式（默认LCD开，光标开，闪烁）。

void lcd_print_char(char _c)：打印一个字符。'\t'对齐到4格，'\n'换行（显示内容不上移，直到下次打印），'\r'回到行首。

void lcd_print_string(const char* _s)：打印字符串。

void lcd_print_int(ptrdiff_t _i)：以十进制打印数字，带符号。

void lcd_print_hex(size_t _i)：以十六进制打印数字，不包含0x。

void lcd_print_line()：换行（如果光标位于第二行，显示内容上移）。

void lcd_set_align(align_dir_t _dir, uint8_t _len, char _fill)：设置对齐方式、对齐长度、填充字符。

 

ldr.h

<ldr.h>提供了使用板载光敏电阻所需的函数。

void ldr_init(adc_t _pin)：初始化光敏电阻。

uint8_t ldr_read()：读取分压值（8位无符号整数，与光强正相关）。

 

led.h

<led.h>定义了板载LED操作的函数。

LED_COUNT：宏常量，LED的个数。

void led_init()：初始化LED。

led_t：枚举类型，表示LED。

• LED_RED：表示红色LED；

• LED_YELLOW：表示黄色LED；

• LED_GREEN：表示绿色LED；

• LED_BLUE：表示蓝色LED。

2个表示LED状态的宏：

• LED_OFF：宏常量，表示LED不亮；

• LED_ON：宏常量，表示LED亮。

void led_set(led_t _which, bool _on)：_on应为bool量或上述表示LED状态的宏（推荐前者），将_which设为_on的状态。

void led_flip(led_t _which)：将_which的状态翻转。

void led_on()：点亮所有LED。

void led_off()：关闭所有LED。

 

pin.h

<pin.h>定义了引脚操作的函数。

pin_t：枚举类型，表示引脚。

PIN_NULL：表示空引脚。所有接受pin_t参数的函数如果接受PIN_NULL参数，则不会执行任何动作，返回void或0。

PIN_x：宏常量，x为0_`9`或`A`F，表示开发板上引脚。

pin_mode_t：枚举类型，表示引脚工作模式。

• INPUT：表示输入；

• OUTPUT：表示输出。

void pin_mode(pin_t _pin, pin_mode_t _mode)：将_pin引脚设为_mode模式。

pin_level_t：枚举类型，表示引脚电平。

• LOW：宏常量，输入模式下表示高阻态，输出模式下表示低电平；

• HIGH：宏常量，输出模式下表示高电平；

• PULLUP：宏常量，输入模式下表示上拉。

void pin_write(pin_t _pin, bool _level)：_level应为bool量或上述3个宏之一（推荐前者），将_pin引脚设为_level状态（根据先前调用pin_mode决定模式，默认为输入）。

void pin_flip(pin_t _pin)：将_pin引脚电平翻转。

bool pin_read(pin_t _pin)：返回_pin引脚电平是否为高。

 

pot.h

<pot.h>提供了使用板载电位器所需的函数。

void pot_init(adc_t _pin)：初始化电位器。

uint8_t pot_read()：读取电位器位置（8位无符号整数）。

 

print.h

<print.h>提供了格式化输出的工具。

align_dir_t：打印对齐方式类型。

• ALIGN_OFF：取消对齐；

• ALIGN_LEFT：左对齐；

• ALIGN_RIGHT：右对齐。

 

pwm.h

<pwm.h>定义了输出PWM波形的函数。

pwm_init()：初始化PWM（实际上什么都没有做，可以不调用）。

pwm_set(wave_t _channel, uint8_t _value)：将_channel通道的占空比设置为_value（必须先调用wave_mode）。

 

rgbw.h

<rgbw.h>定义了驱动板载RGBW LED的函数。

RGBW_COUNT：宏常量，RGBW LED的独立颜色数。

rgbw_t：枚举类型，表示RGBW的颜色。

• RGBW_RED：表示红色LED；

• RGBW_GREEN：表示绿色LED；

• RGBW_BLUE：表示蓝色LED；

• RGBW_WHITE：表示白色LED。

rgbw_pin：pin_t类型数组，存储RGBW LED的颜色对应的引脚。

void rgbw_init(pin_t _r, pin_t _g, pin_t _b, pin_t _w)：初始化RGBW LED，4个参数分别为红、绿、蓝、白LED的引脚。

void rgbw_set(rgbw_t _which, uint8_t _value)：_value为亮度值。对于4~7号引脚，_value为亮度；对于其他引脚，_value>=128则LED亮。

RGBW_COLOR(r, g, b, w)：宏函数，接受4个0~3的数（取二进制最低两位），生成一个表示颜色的数。

void rgbw_color(uint8_t _color)：_color应为RGBW_COLOR生成的数，使RGBW LED显示相应的颜色。

void rgbw_off()：关闭RGBW LED。

 

rotary.h

<rotary.h>提供了使用板载旋转编码器所需的函数。

rotary_event_t：旋转编码器事件枚举类型。

• ROTARY_NONE：未旋转；

• ROTARY_CW：顺时针旋转；

• ROTARY_ACW：逆时针旋转。

pin_t rotary_pin[]：旋转编码器A、B端的引脚。

void rotary_init(pin_t _pina, pin_t _pinb)：初始化旋转编码器。

uint8_t rotary_status()：最低位为A端电平，次低位为B端电平。

rotary_event_t rotary_rotated()：两次调用之间编码器是否被旋转。

 

segment.h

<segment.h>定义了设置数码管显示数据与控制显示的函数。

数码管占用了8个扩展输出。

SEGMENT_DIGIT_COUNT：宏常量，数码管位数

segment_t：枚举类型，表示数码管的位。

• SEGMENT_DIGIT_L：左边的位

• SEGMENT_DIGIT_R：右边的位

pin_t segment_pin[SEGMENT_DIGIT_COUNT]：存储数码管负极连接的引脚。

void segment_init(pin_t _digit0, pin_t _digit1)：_digit0、_digit1分别为数码管左右两位负极连接的引脚，可以为PIN_NULL。初始化数码管操作。

extern const uint8_t segment_digit[16]：0_9、AF的段码。

extern const uint8_t segment_dot：小数点的段码。与segment_digit中的元素位或的结果表示带小数点的数字段码。

以下函数只设置显示数据，不控制显示，返回值均为是否设置成功：

bool segment_raw(uint8_t _digit0, uint8_t _digit1)：左位显示段码_digit0，右位显示段码_digit1。

bool segment_hex(uint8_t _value)：按十六进制显示_value。

bool segment_dec(uint16_t _value)：按十进制显示_value。如果是三位数，将四舍五入保留到十位，显示百位和十位，显示右位小数点。

bool segment_frac(uint16_t _int, uint8_t _dec)：_int为整数部分，_dec为十分位。如果_dec大于等于10，返回false。如果_int是一位数，显示_int._dec；否则按segment_dec显示，未显示出的位会四舍五入。

以下函数根据数据控制显示：

void segment_display(segment_t _digit)：根据当前的数据显示_digit位，可用于动态扫描。

void segment_off()：关闭数码管，不显示任何位。

 

switch.h

<switch.h>定义了读取板载拨动开关状态的函数。

SWITCH_COUNT：宏常量，开关个数。

switch_t：枚举类型，表示开关。

SWITCH_x：x为0~3，表示开关。

pin_t switch_pin[SWITCH_COUNT]：存储开关所连接的引脚。

void switch_init(pin_t _switch2, pin_t _switch3)：_switch2与_switch3分别为开关2和3连接的引脚，可以为PIN_NULL。初始化开关操作。

bool switch_status(switch_t _which)：返回_which开关的状态。

bool switch_changed(switch_t _which)：返回从上一次对_which调用开始，该开关状态是否被改变（只管两次调用时的状态，无法检测中间过程）。

 

timer.h

timer.h可用于快速地配置一个1ms间隔的定时器中断。使用定时器1。

timer_callback_t：函数指针类型，用于回调。

void timer_init()：初始化定时器1中断。

void timer_register(timer_callback_t _func)：设置定时器中断的回调函数。

 

tone.h

<tone.h>定义了输出方波的函数。

void tone_init()：初始化方波输出（实际上什么都没有做，可以不调用）。

void tone_set(wave_t _channel, uint16_t _freq)：使_channel通道输出频率为_freq的方波；若_freq为零，不输出（必须先调用wave_mode）。

 

uart.h

<uart.h>提供了UART读写函数，可配置为同步或异步。

uart_mode_t：UART收发工作模式类型，可用|运算符连接。

• UART_TX：发送，同步；

• UART_TX_64：发送，异步，64字节缓冲区；

• UART_TX_256：发送，异步，256字节缓冲区；

• UART_RX：接收，同步，1字节缓冲区；

• UART_RX_64：接收，异步，64字节缓冲区；

• UART_RX_256：接收，异步，256字节缓冲区。

void uart_init(uart_mode_t _mode, uint16_t _baud)：初始化UART，8数据位，偶校验，1停止位，波特率为_baud * 100。

void uart_print_char(char _c)：打印字符。同步模式下等待前一个字符发送完成，异步模式下写入缓冲区，若缓冲区满则等待。

void uart_print_string(const char* _s)：打印字符串。

void uart_print_int(ptrdiff_t _i)：以十进制打印数字，带符号。

void uart_print_hex(size_t _i)：以十六进制打印数字，不包含0x。

void uart_print_line()：输出'\n'。

void uart_set_align(uart_align_t _dir, uint8_t _len, char _fill)：设置对齐方式、对齐长度、填充字符。

char uart_scan_char()：等待缓冲区非空并读（但不取出）一个字符。

void uart_pop_char()：从缓冲区中取出一个字符。

uint8_t uart_scan_string(char* _dst)：读取字符串，直至空白字符。

uint8_t uart_scan_string_n(char* _dst, uint8_t _count)：读取字符串，至多_count字节（不包括终止符'\0'），行为与strncpy类似。

ptrdiff_t uart_scan_int()：读取一个整数，可接受十进制数、0b开头的二进制数、0x开头的十六进制数（大小写均可）。

uart_predicate_t：谓词函数指针类型。

uart_callback_t：回调函数指针类型。

void uart_register(uart_predicate_t _pred, uart_callback_t _callback)：注册回调（仅异步）。当总线接收到字符时，若谓词不存在或返回true，则调用回调函数。

 

wave.h

<wave.h>定义了波形输出相关函数。引脚4~7可用于波形输出。

WAVE_COUNT：宏常量，波形输出引脚个数。

wave_t：枚举类型，表示波形输出引脚。

• WAVE_NULL：表示空引脚，当作为参数时，函数不进行任何操作；

• WAVE_x：x为0~3，分别表示一个引脚。

void wave_init()：初始化波形输出（实际上什么都没有做，可以不调用）。

wave_mode_t：枚举类型，表示波形输出模式。

• WAVE_MODE_OFF：关闭波形输出；

• WAVE_MODE_PWM：PWM输出；

• WAVE_MODE_TONE：方波输出。

void wave_mode(wave_t _channel, wate_mode_t _mode)：将_channel波形输出通道设置为_mode模式。