上一篇我们分析了system.c，它除了执行系统命令外，还处理了其他功能例如：安全门，重置，暂停，恢复等功能，这就涉及到对IO引脚的操作了，Grbl中直接使用寄存器操作IO引脚
，为什么要直接使用寄存器操作IO呢？因为端口寄存器允许更低级和更快地操纵IO引脚
还可以使得它控制的引脚输出更加同步。如果单独实现某一个输出引脚的值，就需要执行多次才能完成多个轴的运动，这会产生阶梯状锯齿运动轨迹，这在CNC中是不允许的。下面我们详细分析IO映射和操作。
在开始IO操作前，我们先看一张图：
Atmega328p有三个端口（途中黑框标注）：
B：数字引脚8到13
C：模拟输入引脚
D：数字引脚0到7
每个端口由3个寄存器控制：
DDR：Data Direction Register 控制引脚是INPUT还是OUTPUT
PORT: 控制引脚是高电平还是低电平
PIN: INPUT引脚的状态，只读
我们以其中一个端口D为例：
DDRD - 端口D数据方向寄存器 - 读/写
PORTD - 端口D数据寄存器 - 读/写
PIND - 端口D输入引脚寄存器 - 只读
DDRD = DDRD | B11111100; //将Arduino引脚1至7设置为输出，将引脚0设置为输入 ，这样更安全，因为它将引脚2到7设置为输出 ，不改变引脚0和1的值，即RX和TX
PORTD = B10101000; // 设置数字7,5,3引脚为高电平
弄清楚了IO端口寄存器的使用，我们结合Grbl中的代码来分析：
// 定义用户控制的输入引脚（启动循环，重置，进给保持）
// 注意：所有控制引脚必须在同一端口，并且不能覆盖其他引脚定义（如限位开关）
// Define user-control controls (cycle start, reset, feed hold) input pins.
// NOTE: All CONTROLs pins must be on the same port and not on a port with other input pins (limits).
#define CONTROL_DDR DDRC
#define CONTROL_PIN PINC
#define CONTROL_PORT PORTC
#define CONTROL_RESET_BIT 0 // Uno Analog Pin 0
#define CONTROL_FEED_HOLD_BIT 1 // Uno Analog Pin 1
#define CONTROL_CYCLE_START_BIT 2 // Uno Analog Pin 2
#define CONTROL_SAFETY_DOOR_BIT 1 // Uno Analog Pin 1 NOTE: Safety door is shared with feed hold. Enabled by config define.
#define CONTROL_INT PCIE1 // Pin change interrupt enable pin 引脚变化使能
#define CONTROL_INT_vect PCINT1_vect // 引脚变化中断向量
#define CONTROL_PCMSK PCMSK1 // Pin change interrupt register 引脚变化中断寄存器
#define CONTROL_MASK ((1<<CONTROL_RESET_BIT)|(1<<CONTROL_FEED_HOLD_BIT)|(1<<CONTROL_CYCLE_START_BIT)|(1<<CONTROL_SAFETY_DOOR_BIT))
#define CONTROL_INVERT_MASK CONTROL_MASK // May be re-defined to only invert certain control pins. 可能充定义为仅反转确定的引脚
这里定义了端口C作为输入控制用的一些引脚，他们和对刀，限位使用了同一端口，重定义这些引脚要小心，防止覆盖。然后还定义了功能位对应的掩码，方便编程时的操作。其他的是一些别名。
void system_init()
{
// 配置作为输入引脚
CONTROL_DDR &= ~(CONTROL_MASK); // Configure as input pins
#ifdef DISABLE_CONTROL_PIN_PULL_UP
// 如果禁用了内置的上拉使用低电平有效操作，则需要外部接下拉电阻
CONTROL_PORT &= ~(CONTROL_MASK); // Normal low operation. Requires external pull-down.
#else
// 如果使用内置上拉电阻，则高电平有效
CONTROL_PORT |= CONTROL_MASK; // Enable internal pull-up resistors. Normal high operation.
#endif
// 开启指定引脚变化的中断
CONTROL_PCMSK |= CONTROL_MASK; // Enable specific pins of the Pin Change Interrupt
// 使能引脚变化
PCICR |= (1 << CONTROL_INT); // Enable Pin Change Interrupt
}
// 引脚变化中断处理，例如启动循环，进给保持，重置等。
// 只设置实时命令执行变量以便主程序中执行他们。
// 这精确的执行从串口流直接捡取的类似基于字符的实时命令。
// Pin change interrupt for pin-out commands, i.e. cycle start, feed hold, and reset. Sets
// only the realtime command execute variable to have the main program execute these when
// its ready. This works exactly like the character-based realtime commands when picked off
// directly from the incoming serial data stream.
ISR(CONTROL_INT_vect)
{
uint8_t pin = system_control_get_state();
if (pin) {
if (bit_istrue(pin,CONTROL_PIN_INDEX_RESET)) {
mc_reset();
}
if (bit_istrue(pin,CONTROL_PIN_INDEX_CYCLE_START)) {
bit_true(sys_rt_exec_state, EXEC_CYCLE_START);
}
#ifndef ENABLE_SAFETY_DOOR_INPUT_PIN
if (bit_istrue(pin,CONTROL_PIN_INDEX_FEED_HOLD)) {
bit_true(sys_rt_exec_state, EXEC_FEED_HOLD);
#else
if (bit_istrue(pin,CONTROL_PIN_INDEX_SAFETY_DOOR)) {
bit_true(sys_rt_exec_state, EXEC_SAFETY_DOOR);
#endif
}
}
}
配置好这些引脚作为相应的输入功能，在引脚变化时就会触发中断处理函数，中断处理函数
中仅改变一些实时命令变量的值，主程序会根据这些变量去执行。
作者：任羽飞2222
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出处： bilibili
