驅(qū)動(dòng)電子骰子至少需要幾個(gè)I/O口？

　　最近一時(shí)沖動(dòng)，買了一個(gè)成本非常低的電子骰子套件。組裝的過程還是挺有古典趣味的。這個(gè)電路的設(shè)計(jì)風(fēng)格還停留在70年代：一個(gè)CD4017，一個(gè)NE555，一對晶體管。當(dāng)然，我開始思考，怎樣用最高效的方式來實(shí)現(xiàn)呢？當(dāng)然這意味著需要用到微控制器；而且還要達(dá)到我們資源利用盡可能低的目標(biāo)。那么用一個(gè)帶有3個(gè)I/O口的ATtiny10能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？

　　骰子的圖案包含7個(gè)LED，但是，你可能很快就發(fā)現(xiàn)其中六個(gè)LED都是成對亮滅的，所以我們就具有3對LED外加一個(gè)額外的LED需要控制。這需要四個(gè)I/O口——但還是太多了！

　　要減少需要的I/O口，一個(gè)很顯然的使用方法是“查理復(fù)用技術(shù)（Charliplexing）”，你能在網(wǎng)上找到很多關(guān)于查理復(fù)用技術(shù)電子骰子的電路圖。簡單來說，查理復(fù)用技術(shù)允許使用n個(gè)I/O口控制n2-n個(gè)LED。所以當(dāng)我們采用查理復(fù)用技術(shù)時(shí)，我們就需要三個(gè)I/O口就夠了。但對于我們使用的ATtiny10來說還是太多了，因?yàn)槲覀冞€需要一個(gè)額外的I/O口來“搖骰子”。

　　查理復(fù)用技術(shù)使用了微控制器I/O引腳的三態(tài)特性。同時(shí)激活的只有兩個(gè)I/O口——其中一個(gè)為高電平，另一個(gè)為低電平——而其他引腳就是高阻抗?fàn)顟B(tài)。只有以正確的極性和激活的引腳直接相連的LED才能發(fā)光。而不與引腳直接相連的路徑上的LED——比如連接到激活引腳的的是兩個(gè)串聯(lián)的LED——那么這些LED就不會(huì)發(fā)光，這是因?yàn)?a target="_blank">二極管的非線性電流-電壓特性導(dǎo)致的。

　　現(xiàn)在，你可能會(huì)疑惑當(dāng)只有一個(gè)I/O口（而不是兩個(gè)）激活時(shí)會(huì)發(fā)生什么了？在查理復(fù)用技術(shù)的方案中什么也不會(huì)發(fā)生，但我們可以利用這一點(diǎn)。

查理復(fù)用

　　以上的電路展示了怎樣以不同的方案連接LED。除了兩個(gè)I/O引腳之間的反平行對之外，作為查理復(fù)用技術(shù)的使用習(xí)慣，LED還需要連接到VCC（5V）和GND。串聯(lián)的四個(gè)LED（LED1-4與LED5-8）的正向電壓之和超過5V，所以當(dāng)PB0和PB2處于高阻抗（Z）狀態(tài)時(shí)，這些燈都不會(huì)發(fā)光。

　　當(dāng)PB0和PB2中有一個(gè)引腳處于高電平或低電平狀態(tài)，而另一個(gè)引腳為高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，那就會(huì)有一對LED會(huì)發(fā)光。而當(dāng)PB0為高電平而PB2為低電平或恰好相反時(shí)，LED9或LED10就將和一對LED并聯(lián)。這時(shí)大部分的電流會(huì)流過單個(gè)LED，所以這時(shí)只有LED9或LED10會(huì)發(fā)光。

　　上表是可能的編碼?？吹搅藛?？兩個(gè)引腳可以控制六個(gè)部分的LED！這正是我們所需要的，任務(wù)完成了。

　　但需要說明一點(diǎn)：單個(gè)LED的亮度并不同于串聯(lián)的兩個(gè)LED。這可能需要在查理復(fù)用技術(shù)中進(jìn)行校正。但是事實(shí)上由于人眼對光亮度的差異并沒有特別敏感，兩者的差異只能說是勉強(qiáng)可見。

　　簡單測試一下（LED并未像骰子一樣排列）?？雌饋砦覀冃碌亩鄰?fù)用技術(shù)能很好地工作。注意一點(diǎn)，該電路需要由AVR I/O接口的內(nèi)部阻抗。這確實(shí)有效，但是在“真正”的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)避免。

　　我們可以講這種新的方案成為“查理復(fù)用+（Charlieplex Plus）”。分析表明，依靠這樣的技術(shù)，一個(gè)I/O口可以比普通的查理復(fù)用技術(shù)多控制兩個(gè)LED。也就是說n個(gè)I/O口所能控制的LED數(shù)量就為2n+n2-n = n2+n。具體情況如上表所示。

　　你應(yīng)該在你的設(shè)計(jì)中采用這種思路嗎？恐怕不應(yīng)該，因?yàn)檫@種做法的缺陷和限制甚至比現(xiàn)有的查理復(fù)用還多。但是這卻很有趣！

　　所以回到最初，控制電子骰子最少需要多少個(gè)I/O口呢？

　　答案是2.

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2015-06-02 22:08:26

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單片機(jī)I/O口控制實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn) 單片機(jī)I/O 口控制實(shí)驗(yàn) 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦脝?/div>

2008-09-22 10:45:33

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AVR I/O口使用方法

AVR I/O口使用方法 AVR單片機(jī)寄存器 DDRx PORTx PINx 與對應(yīng)IO端口之間的關(guān)系（x代表某個(gè)端口，如A端口、B端口等）下

2009-03-11 21:52:46

3311

電子骰子電路圖

2009-03-31 10:18:43

3496

I/O并行口直接驅(qū)動(dòng)LED顯示實(shí)驗(yàn)(含電路原理圖)

I/O并行口直接驅(qū)動(dòng)LED顯示 1. 實(shí)驗(yàn)任務(wù) 如圖13所示，利用AT89S51單片機(jī)的P0端口的P0.0－P0.7連接到一個(gè)共陰數(shù)碼管的a－h(huán)的筆段上，數(shù)碼管的公共端接地。在數(shù)碼管

2009-04-15 10:24:55

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PIC單片機(jī)教程-內(nèi)部硬件資源之I/O口

PIC單片機(jī)教程-內(nèi)部硬件資源之I/O口　　I/O口單片機(jī)作為一個(gè)控制器件必定有數(shù)據(jù)輸入和輸出。輸入量可能是溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等

2010-03-27 17:10:23

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單片機(jī)的輸入 / 輸出（ I/O ）口

MCS-51單片機(jī)有4個(gè)雙向的8位I/O口的P0~P3口為三態(tài)雙向口 P1，P2，P3口為準(zhǔn)雙向口（用作輸入時(shí)，口線被拉成高電平，所以稱為準(zhǔn)雙向口）。 P0口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口

2010-06-29 17:18:51

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用M16單片機(jī)I/O口生成模擬音樂

* 用M16單片機(jī)I/O口生成模擬音樂 ** 功能：用I/O口生成模擬音樂 ** 時(shí)鐘頻率：內(nèi)部1M ** 設(shè) 計(jì)：tonghe ** 修改日期：2007年04月13日 ** 編譯環(huán)境：ICC-AVR6.31 *

2010-06-30 11:38:06

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I2C I/O擴(kuò)展芯片特性分析

簡介　　I/O口擴(kuò)展芯片可用于MCU/DSP通用I/O口的擴(kuò)展，通過I2C擴(kuò)展成8或16位GPIO。當(dāng)應(yīng)用

2010-07-20 09:54:29

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AVR單片機(jī)I/O口讀74HC165接口程序

AVR單片機(jī)I/O口讀74HC165接口程序，希望對學(xué)習(xí)單片機(jī)的用戶有所幫助

2011-06-15 10:56:58

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單片機(jī)I/O 口模擬串行通信設(shè)計(jì)

本文介紹的用 89C51 單片機(jī)I/O 口模擬實(shí)現(xiàn)串行通信的方法，已成功地應(yīng)用在某電壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中

2011-06-30 11:25:45

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PC并行端口作為數(shù)字I/O口的應(yīng)用

本文介紹PC并行端口在單片機(jī)等控制系統(tǒng)中作為數(shù)字I/O口的應(yīng)用?，F(xiàn)在常見的并口有五種：SPP型、PS/2型、EPP型、ECP型和多模式接口.

2011-11-23 13:47:35

8578

一種節(jié)省單片機(jī)I_O口的雙矩陣鍵盤

本文提出的雙矩陣鍵盤電路，可以在不增加單片機(jī)I/O口的情況下，獲得比通常的矩陣鍵盤多出一倍的按鍵數(shù)量；或在相同的按鍵數(shù)量下，節(jié)省I/O口的數(shù)量。

2016-03-30 17:02:14

PIC單片機(jī)I-O口單線通訊的實(shí)現(xiàn)

PIC單片機(jī)I-O口單線通訊的實(shí)現(xiàn)，感興趣的可以了解了解~

2016-12-07 18:00:24

uClinux下中斷驅(qū)動(dòng)的I_O設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)

uClinux下中斷驅(qū)動(dòng)的I_O設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)

2017-01-24 17:21:04

I2C 總線8 位遠(yuǎn)程I-O 擴(kuò)展口芯片PCF8574 的原

I2C 總線8 位遠(yuǎn)程I-O 擴(kuò)展口芯片PCF8574 的原

2017-09-22 13:28:43

單片機(jī)I/O口模擬串口接收和發(fā)送程序

單片機(jī)I/O口模擬串口接收和發(fā)送。

2017-10-14 09:07:42

單片機(jī)的I/O引腳結(jié)構(gòu)

P0.0P0.7：雙向I/O （內(nèi)置場效應(yīng)管上拉）尋址外部程序存儲(chǔ)器時(shí)分時(shí)作為雙向8位數(shù)據(jù)口和輸出低8位地址復(fù)用口；不接外部程序存儲(chǔ)器時(shí)可作為8位準(zhǔn)雙向I/O口使用。

2018-03-16 14:12:55

關(guān)于I/O口位操作的方法介紹（2）

I/O口位操作的方法

2018-07-10 11:45:00

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關(guān)于I/O口位操作的方法介紹（1）

I/O口位操作的方法

2018-07-02 11:17:25

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基于MCS-51單片機(jī)的I/O口結(jié)構(gòu)組成及功能解析

典型的MCS-51單片機(jī)有四個(gè)雙向8位I/O口，分別記作P0、P1、P2、P3，每一個(gè)口都由口鎖存器、輸入緩沖器/輸出驅(qū)動(dòng)器所組成。

2018-10-29 15:57:44

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單片機(jī)的I/O接口電路的擴(kuò)展

單片機(jī)I/O （輸入/輸出）接口是其與外設(shè)交換數(shù)字信息的橋梁。事實(shí)上，真正用作I/O口線的只有P1口的8位I/O線和P3口的某些位線。在多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)中，MCS-51單片機(jī)都需要外擴(kuò)I/O接口電路。

2020-06-30 15:37:37

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為什么單片機(jī)的I/O口需要驅(qū)動(dòng)

為什么單片機(jī)的I/O口需要驅(qū)動(dòng)呢？這個(gè)問題需要從I/O口的電氣特性上進(jìn)行解釋。

2020-07-21 11:10:27

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并行I/O口擴(kuò)展的2種方式實(shí)例介紹

I/O口不能完全用于輸入/輸出操作，當(dāng)需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，P0、P2口用作地址總線和數(shù)據(jù)總線，此時(shí)能用的I/O口就只有P1和P3口，如果再使用串行通信，I/O口就不夠使用了，需要擴(kuò)展I/O口。

2020-09-23 17:09:02

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Linux中如何使用信號(hào)驅(qū)動(dòng)式I/O？

一、Linux 的 5 種 IO 模型二、如何使用信號(hào)驅(qū)動(dòng)式 I/O？三、內(nèi)核何時(shí)會(huì)發(fā)送 “IO 就緒” 信號(hào)？四、最簡單的示例五、擴(kuò)展知識(shí) 一、Linux 的 5 種 IO 模型阻塞式

2021-03-12 14:47:30

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32位并行I_O口擴(kuò)展芯片GM8166的應(yīng)用

32位并行I_O口擴(kuò)展芯片GM8166的應(yīng)用說明。

2021-04-13 14:11:59

51單片機(jī)入門 - I/O口直接輸入輸出實(shí)例

51單片機(jī)P0/P1/P2/P3口的區(qū)別：P0口要作為低8位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線用，這種情況下P0口不能用作I/O，要先作為地址總線對外傳送低8位的地址，然后作為數(shù)據(jù)總線對外交換數(shù)據(jù)；P1口只能

2021-11-11 09:51:06

51單片機(jī)并行I/O口工作原理

2021-11-11 11:51:02

STM32 I/O口配置和寄存器

2021-11-15 12:51:04

PIC單片機(jī)I/O口控制

2021-11-16 11:21:01

雙網(wǎng)口以太網(wǎng)遠(yuǎn)程I/O模塊

2021-11-18 10:58:54

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STC15單片機(jī)I/O口的四種模式以及配置方法

STC15單片機(jī)I/O口的四種模式以及配置方法STC15官方手冊的第280頁，開始介紹I/O口各種不同的工作模式及配置介紹所有I/O口都可以由軟件設(shè)置成4種工作模式中的一種：易懂的解釋就是：你要配置

2021-11-23 17:36:33

【單片機(jī)】I/O口輸出控制實(shí)驗(yàn)

【單片機(jī)】實(shí)驗(yàn)一 I/O口輸出控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉PROTEUS單片機(jī)仿真軟件的使用。2. 熟悉Keil C51軟件的使用3．掌握單片機(jī)I/O口輸出的控制方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（儀器）PC 微機(jī)

2021-11-23 17:51:30

51單片機(jī)入門 - 并行I/O口擴(kuò)展實(shí)例（74LS244/74LS373/4071）

并行I/O口擴(kuò)展實(shí)例//《51單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）——基于Keil C與Proteus》第四章例4.4I/O口不能完全用于輸入/輸出操作，當(dāng)需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，P0、P2口用作地址總線和數(shù)

2021-11-23 18:21:42

C51編程6-雙向I/O口與準(zhǔn)雙向I/O口

2021-11-29 10:51:04

關(guān)于STM32通用和復(fù)用I/O口

關(guān)于STM32通用和復(fù)用I/O口一，概述? STM32F10x系列具有豐富的端口可供使用包括26、37、51、80、112個(gè)多功能雙向5V兼容的快速I/O口，所有I/O口可以映射到16個(gè)外部中斷

2021-12-03 09:51:06

基礎(chǔ)I/O功能

基礎(chǔ)數(shù)字I/O口介紹 LED點(diǎn)亮按鍵消抖檢測延時(shí)函數(shù)

2021-12-03 13:51:02

并行I/O口

2021-12-05 09:51:04

STM32中I/O口操作為什么要不斷設(shè)置使能時(shí)鐘

2021-12-24 19:34:03

【單片機(jī)】簡單I/O口擴(kuò)展

【單片機(jī)】簡單I/O口擴(kuò)展一、操作目的二、操作內(nèi)容三、程序框圖五、程序接線圖六、程序清單七、代碼詳解一、操作目的(1)學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展簡單I/O口的方法。(2)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入輸出程序的編制方法。二

2022-01-18 10:46:25

I/O口是單片機(jī)與外界聯(lián)系的通道

I/O口是單片機(jī)與外界聯(lián)系的通道。它可對各類外部信號(hào)(開關(guān)量、模擬量、頻率信一號(hào))進(jìn)行檢測、判斷、處理，并可控制各類外部設(shè)備。單片機(jī)通過I/O口感知外界的存在，而外界也通過I/O口感知單片機(jī)的存在。

2022-02-10 10:32:53

并行口I/O擴(kuò)展芯片CH351技術(shù)手冊

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《并行口I/O擴(kuò)展芯片CH351技術(shù)手冊.pdf》資料免費(fèi)下載

2022-09-09 10:25:37

詳解80C51單片機(jī)的四種I/O口

在80C51單片機(jī)中有4個(gè)雙向的8位I/O口P0~P3，在無片外存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這4個(gè)I/O口的每一位都可以作為準(zhǔn)雙向通用I/O使用。

2022-10-18 15:05:48

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單片機(jī)的I/O口驅(qū)動(dòng)的作用分析

為什么單片機(jī)的I/O口需要驅(qū)動(dòng)呢？這個(gè)問題需要從I/O口的電氣特性上進(jìn)行解釋。

2023-01-29 09:51:59

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分享一個(gè)棋盤游戲電子骰子電路

在享受我們的棋盤游戲時(shí)，電子骰子可以成為傳統(tǒng)骰子的良好而有趣的替代品。我們設(shè)計(jì)了一個(gè)電子骰子電路，它將生成從0到6的隨機(jī)數(shù)。該電路的特點(diǎn)是，由于驅(qū)動(dòng)數(shù)字生成的特殊調(diào)制時(shí)鐘，結(jié)果是高度不可預(yù)測的。

2023-05-13 14:41:20

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FPGA上的電子骰子

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2023-06-15 11:03:49

Arduino電子骰子系統(tǒng)

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《Arduino電子骰子系統(tǒng).zip》資料免費(fèi)下載

2023-06-29 09:23:38

單個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)單個(gè)LED教程

單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)，可以使用I/O口和限流電阻來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)LED在電路中的接法，驅(qū)動(dòng)程序也不盡相同，但驅(qū)動(dòng)方法基本類似。

2023-07-12 11:50:18

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單片機(jī)I/O驅(qū)動(dòng)與隔離常見設(shè)計(jì)方法

2023-10-25 17:36:39

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為什么單片機(jī)的I/O口需要驅(qū)動(dòng)？

為什么單片機(jī)的I/O口需要驅(qū)動(dòng)？

2023-09-27 15:32:40

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51單片機(jī)雙向I/O口與準(zhǔn)雙向I/O口解析

通過前面的輸入輸出的內(nèi)容（LED控制與按鍵的使用），我們對控制I/O口有了一個(gè)基本的了解。如果需要輸出高低電平，可以對該引腳進(jìn)行寫"1"或者"0"；如果需要讀取I/O的電平，直接判斷該引腳是高電平或者低電平既可。

2023-10-31 17:50:54

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為什么單片機(jī)I/O口驅(qū)動(dòng)MOS管時(shí)，不是直接驅(qū)動(dòng)，而是經(jīng)過三極管

為什么單片機(jī)I/O口驅(qū)動(dòng)MOS管時(shí)，不是直接驅(qū)動(dòng)，而是經(jīng)過三極管單片機(jī)I/O口驅(qū)動(dòng)MOS管時(shí)，通常會(huì)通過三極管進(jìn)行中間驅(qū)動(dòng)，而不是直接驅(qū)動(dòng)。這是因?yàn)槿龢O管可以提供更好的電流放大和電壓放大能力，以及

2024-01-16 11:14:29

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