Input Port レジスタ (レジスタ 0) には、ピンが構成レジスタによって入力と出力のどちらに定義されているかに関係なく、ピンに入ってくるロジック・レベルが反映されます。Input Port レジスタは読み取り専用です。このレジスタに書き込みを行っても、影響はありません。デフォルト値 (X) は、外部で印加されるロジック・レベルによって決まります。読み取り動作の前に、書き込み転送が送信され、それと同時に、次に Input Port レジスタがアクセスされることを I²C デバイスに通知するコマンド・バイトも送信されます。

Output Port レジスタ (レジスタ 1) には、構成レジスタで出力として定義されているピンから出ていくロジック・レベルが示されます。このレジスタのビット値は、入力として定義されたピンには影響を与えません。反対に、このレジスタから読み出した値は、実際のピンの値ではなく、出力選択を制御しているフリップフロップの値に反映されます。

Polarity Inversion レジスタ (レジスタ 2) は、Configuration レジスタで入力として定義されたピンの極性を反転することができます。このレジスタのビットが設定されると (「1」を書き込む)、対応するポート・ピンの極性は反転します。このレジスタのビットがクリアされると (「0」を書き込む)、対応するポート・ピンの元の極性が保持されます。

Configuration レジスタ (レジスタ 3) は、I/O ピンの方向を構成します。このレジスタのビットを 1 に設定すると、対応するポート・ピンは高インピーダンス出力ドライバを持つ入力としてイネーブルになります。このレジスタのビットを 0 にクリアすると、対応するポート・ピンは出力としてイネーブルになります。

Output Drive Strength レジスタは、P ポートの GPIO バッファの出力駆動レベルを制御します。各 GPIO は、2 つのレジスタの制御ビットを使用して、目標の出力電流レベルに個別に構成することができます。たとえば、ポート P07 はレジスタ 41 (ビット 7 および 6) で制御され、ポート P06 はレジスタ 41 (ビット 5 および 4) で制御され、以下も同様です。GPIO の出力駆動レベルは、00b = 0.25x の駆動強度、01b = 0.5x の駆動強度、10b = 0.75x の駆動強度、11b = 完全駆動強度の能力を持つ 1x にプログラムされます。

Input Latch レジスタは、P ポートの GPIO ピンの入力ラッチ機能をイネーブル / ディセーブルにします。このレジスタは、ピンが入力ポートとして構成されている場合にのみ有効です。Input Latch レジスタ・ビットが 0 のとき、対応する入力ピンの状態はラッチされません。対応する入力ピンの状態が変化すると、割り込みが発生します。入力レジスタの読み出しを行うと、割り込みはクリアされます。入力が最初のロジック状態に戻ってから、Input Port レジスタを読み出すと、割り込みはクリアされます。

Input Latch レジスタ・ビットが 1 にセットされると、対応する入力ピンの状態がラッチされます。入力状態が変化すると、割り込みが発生し、入力ロジック値が Input Port レジスタ (レジスタ 0 および 1) の対応ビットにロードされます。Input Port レジスタを読み出すと、割り込みはクリアされます。ただし、Input Port レジスタを読み出す前に、入力ピンが元のロジック状態に戻ると、割り込みはクリアされず、Input Port レジスタの対応するビットには割り込みが開始されたロジック値が保持されます。

たとえば、P4 入力がロジック 0 状態にあり、それからロジック 1 状態に遷移して、再びロジック 0 状態に戻ると、Input Port レジスタはこの変化を捉えて、割り込みが生成されます (マスクされていない場合)。Input Port 0 レジスタで読み取りが実行されると、割り込みはクリアされ、それ以降で変化した入力はなかったとみなされ、Input Port レジスタのビット 4 は「1」を読み出します。Input Port レジスタのビット 4 の次の読み出し値は、この時点で「0」になります。

ラッチされていない入力とラッチされた入力の状態が同時に切り替わり、それから元の状態に戻ると、割り込みはアクティブのままとなります。入力レジスタを読み出すと、ラッチされた入力の状態変化のみが反映され、割り込みもクリアされます。Input Latch レジスタがラッチされた構成からラッチされていない構成に変わると、入力のロジック値が元の状態に戻るタイミングで、割り込みはクリアされます。

入力ピンがラッチされた入力からラッチされていない入力に変わると、Input Port レジスタからの読み出しには、現在のポート・ロジック・レベルが反映されます。入力ピンがラッチされていない入力からラッチされた入力に変わると、入力レジスタからの読み出しにはラッチされたロジック・レベルが反映されます。

Pull-Up/Pull-Down Enable レジスタを使用すると、GPIO ピンのプルアップ / プルダウン抵抗をイネーブル / ディセーブルにすることができます。ビットをロジック 1 にセットすると、プルアップ / プルダウン抵抗を選択することができます。ビットをロジック 0 にセットすると、GPIO ピンからプルアップ / プルダウン抵抗を切断します。GPIO を出力として構成すると、抵抗はディセーブルになります。Pull-Up/Pull-Down Selection レジスタを使用すると、プルアップ抵抗またはプルダウン抵抗のいずれかを選択することができます。

Pull-Up/Pull-Down Selection レジスタを使用すると、それぞれのレジスタ・ビットをプログラムすることにより、各 GPIO のプルアップ抵抗やプルダウン抵抗を構成することができます。ビットをロジック 1 にセットすると、その GPIO ピンに対して 100kΩ のプルアップ抵抗が選択されます。ビットをロジック 0 にセットすると、その GPIO ピンに対して 100kΩ のプルダウン抵抗が選択されます。レジスタ 43 を使用してプルアップ / プルダウン機能をディセーブルにすると、これらのレジスタに書き込みを行っても GPIO ピンに影響はありません。

電源オン時には、Interrupt Mask レジスタはデフォルトのロジック 1 にセットされ、システムの起動時は割り込みはディセーブルになります。割り込みをイネーブルにするには、対応するマスク・ビットをロジック 0 にセットします。

入力状態が変化し、Interrupt Mask レジスタの対応ビットが 1 になると、割り込みはマスクされ、割り込みピンはアサートされません。Interrupt Mask レジスタの対応ビットが 0 にセットされると、割り込みピンがアサートされます。

入力状態が変化し、その結果として割り込みがマスクされると、Interrupt Mask レジスタ・ビットを 0 にセットすることにより、割り込みピンがアサートされます。現時点ですでに割り込みのソースになっている入力の割り込みマスク・ビットが 1 にセットされると、割り込みピンのアサートは解除されます。

Interrupt Status レジスタは、割り込みのソースを識別するために使用する読み取り専用レジスタです。読み取り値がロジック 1 の場合、対応する入力ピンは割り込みのソースだったことを示しています。ロジック 0 の場合、入力ピンは割り込みのソースではないことを示しています。Interrupt Mask レジスタの対応ビットが 1 にセットされると (マスクされる)、割り込みステータス・ビットはロジック 0 に戻ります。

Output Port Configuration レジスタは、ポート単位でプッシュプルかオープン・ドレイン入出力段かを選択できます。ロジック 0 にセットすると、I/O をプッシュプルとして構成します (Q1 および Q2 はアクティブになります。図 7-2 を参照)。ロジック 1 にセットすると、I/O をオープン・ドレインとして構成します (Q1 はディセーブル、Q2 はアクティブ)。また、推奨コマンド・シーケンスは、 Configuration レジスタ (03) でポート・ピンを出力としてセットする前に、このレジスタ (4F) をプログラムすることです。