电子产品开发细节之 MCU I/O 端口处理

I/O 端口，是单片机学习者首先接触的基本外围功能，用于输出控制信号、或者输入外部状态信号。尽管功能简单、易用，在实际的电子产品开发中，仍有值得注意的细节，甚至这些细节的处理关乎产品的质量。作为示例，本文介绍2点需要关注的内容。

1、端口的方向设置
对于双向I/O端口，具体应用中根据实际需要，设置为输入端口或者输出端口，这个功能的实现，通常是在初始化程序中，通过设置I/O端口的方向寄存器来完成的。
如下例所示：

以上的程序，从逻辑上看，没有任何问题。但是，在产品的实际工作过程中，方向寄存器中的设定值，存在被意外改写的风险。例如，强噪声环境中运行的电子产品。
那么，如何尽可能地降低这种风险带来的负面影响呢？
常用的方法，是每隔一段时间，重复设置方向寄存器，以减少方向寄存器被意外改写所带来运行故障。如下所示。

2、位操作指令的使用
有的单片机提供了位操作指令（例如：SEB命令，CLB命令），用于对某一输出端口执行置位（端口输出高电平）或复位（端口输出低电平）操作。但是，使用位操作时如果不慎，也可能会给产品的运行带来意外的故障。为什么呢？
通常，单片机的CPU访问内置RAM（含SFR）时，是以字节为单位访问的。对于某一端口的位操作，实际执行的操作是：读入字节 => 修改目标位 => 以字节写回寄存器。
例：
8bit 的端口P1，其中P10设置为输出端口，P11-P17设置为输入端口。执行 SEB P10 命令使P10输出高电平。其执行过程，如下图所示。

可以看到，执行位操作指令（SEB P10）后，目标端口P10的输出高电平，符合预期。但是，P10-P17的输出缓冲器（output latch）也发生了变化，而这个变化并非是执行该位操作指令的初衷。如果实际的产品方案中，端口P10-P17 由于工作需要，存在方向切换的可能（某一条件下，用作输入，另外条件下，用作输出），那么，预想外的输出缓器（output latch）数据，会产生意外的结果、甚至损坏系统硬件。
实际的产品开发中，如何避免端口从输入切换为输出时，由于输出缓冲器中的意外数据带来的负面影响呢？
推荐方法：
通过方向寄存器将输入端口切换为输出端口之前，根据需要，首先设置输出缓冲的初始值。
方法非常简单，但在开发实践中，经常被忽略。因此，细节关乎品质。## 标题