一、設計需求
在清翔51單片機開發板上，用帶RTOS的方式實現下面的功能：
1. 板上有8個段碼LED，左邊的4個做一個計時器，顯示“MSS.Z”，其中M為分鐘，SS為秒，Z為n×0.1秒；右側的4個，其中3個顯示從18B20采集的實時溫度，最后1個顯示鍵盤的按鍵值，按鍵延時顯示按鍵0.3秒（也就是松開按鍵之后還繼續顯示0.3秒）；
2. 在板上的LCD1602上，構建一個HH:MM:SS 時分秒的鐘表，同時將DS18B20的轉換結果也顯示在這里。
二、題目分析
面對一個復雜的題目，我們需要逐步實現需要的功能。先實現一個獨立的功能，然后再增加功能，慢慢就能達到完整的要求。在實現獨立功能的時候要考慮代碼的可綜合性，要盡量構建易于被調用的函數，在后期將會大大方面我們的綜合優化。
編寫代碼的時候，盡量養成良好的習慣。對于一個龐大的工程，其必定可以分割為很多小模塊。本題中用到了數碼管、LCD1602、DS18B20、矩陣鍵盤這些外設，我們可以單獨構建這些模塊的驅動函數，后面再加以綜合。
在創建好RTOS工程之后，在工程文件夾下再創建一個hardware文件夾，然后在這個文件夾里為每個外設都創建一個文件夾，如下圖所示。
每一個外設都對應一個C文件和H文件，這兩個文件放置在各自的文件夾中。這里還需要注意在keil中需要將這幾個文件夾添加到編譯路徑中，要不然軟件找不到H文件。在option中的incliude path處添加需要的路徑。
做完這些準備工作后，我們就可以來分模塊來構建我們的代碼了。
三、模塊分析
3.1 數碼管
3.1.1 數碼管顯示函數
在使用的51開發板上，一共有8個數碼管。這里我們可以編寫一個函數，讓其每一位可以單獨顯示任意數字。入口參數即為每一位要顯示的數字，后面需要用到顯示的地方，只需要傳入對應的變量即可。比如構造如下的函數：
void play_SMG(unsigned char led7,led6,led5,led4,led3,led2,led1,led0)；
在實際使用的時候,比如想讓數碼管顯示1234567，就只需這樣寫：play_SMG(1,2,3,4,5,6,7)。一般我們都是要求數碼管動態顯示的，這時我們把對應的變量傳入相應的位置即可。
函數內部的詳細代碼比較簡單參見附錄。
3.1.2 數碼管閃爍問題
使用RTOS的時候，由于程序是輪循執行的。假如在一個任務中讓數碼管顯示，就存在兩個問題。
輪循時間間隔太短，數碼管來不及全部顯示。
任務數量太多，下一次顯示間隔太長。
這里要搞清楚輪循的時間怎么計算。輪循時每個任務執行的時間是固定的，這個時間具體可以通過INT_CLOCK和TIMESHARING相乘得到。默認的INT_CLOCK = 10000，TIMESHARING = 5。也就是每個任務執行時間為50ms。
不光是數碼管，每個任務在執行的時候都存在這個問題。在調試數碼管的時候，會發現閃爍嚴重，就是上面兩個因素的影響。相比之下，后者影響更大。假如有4個任務，按照默認的時間片設定，每次顯示之后就要等待至少150ms。這個間隔內數碼管是不顯示的，就會看到數碼管間歇性亮，或者很晃眼。
這時候可以通過更改時間片來獲得比較好的顯示效果。
3.2 時鐘
3.2.1 產生時間基準
我們可以通過讓數碼管顯示一個時鐘來驗證我們的函數正確性，同時這也是題目要求的一部分。
對于時鐘的構建，可以先設定一個最小的時間基準，比如100ms，每個100ms對應的變量自加一次。10個100ms之后即1s的時候，代表秒的變量自加一次。當秒個位加到9的時候，十位加一，當59秒的時候再過1秒，秒清零同時分的個位加一……，這個過程寫起來比較繁瑣，需要細心不要搞錯了。
這里的主要問題是怎么產生100ms的時間間隔。我們可以在一個任務中產生我們的時鐘。100ms的間隔用延時函數來產生。
關于RTOS的延時，系統中給了os_wait2( )，這個函數有兩個輸入參數，詳細可以看幫助文檔。這里需要注意一個tick代表多長時間，這個可以在Conf_tny.51文件中查看，通過INT_CLOCK的值來計算，默認值為10000，如果使用12M的晶振，那么這里就是10ms，也就是說如果我們寫了os_wait2( K_TMO，1)，就是代表延時10ms。我們會發現這里最小的延時單位只能是10ms。可以更改INT_CLOCK的值來減小延時單位長度。這里我將INT_CLOCK的值改為了1000，那么一個延時單位就是1ms。需要注意，os_wait2( )中的參數類型是unsigned char，意味著我們最大只能寫255，如果需要更長的延時，可以通過for循環來構建。
3.2.2 時鐘顯示
定義用來表示時鐘的變量：uchar H1,H0,M1,M0,S1,S0,Z;
H、M、S分別為時分秒，Z為n×0.1秒。時鐘的產生比較簡單，就是需要的邏輯性比較強，詳細的代碼參見附錄。
然后如下編寫job0的代碼：
void job0 (void) _task_ 0
{
os_create_task (1);
while (1)
{
play_SMG(M0,S1,S0,Z,0,0,0,0);
}
}
可以看到前四個數碼管顯示了計時器的值，后四個數碼管一直顯示0。這說明我們的代碼是沒有問題的。對于時鐘的產生，這里采用了比較直觀的方式去產生，易于理解，但是寫起來需要注意代碼的邏輯性。我們也可以嘗試使用更簡潔的方式去構建。
通過這個過程我們也可以發現代碼的綜合其實并不難，就是一步一步添加功能的過程。
3.3 鍵盤顯示
3.3.1 矩陣鍵盤掃描
矩陣鍵盤掃描的函數有很多，它的原理網上也講的很多，不再贅述。
很多時候我們要做的并不是自己如何去寫一個器件的驅動程序，是如何把別人拿過來用。看懂別人的代碼，可以改善并融合到自己的程序中是最好的。
假如現在手頭有一個鍵盤掃描的代碼，當檢測到某個按鍵按下的時候會返回一個值，不同的按鍵按下有不同的返回值。該怎么將其加入到我們的代碼中呢？
這里可以創建一個任務用來進行按鍵檢測，并創建一個變量key用來表示按鍵值。通過不同的按鍵返回值來給key進行賦值。截取部分代碼如下：
void keys (void) _task_ 3
{
while (1)
{
switch( KeyScan() )
{
//第一行鍵值碼
case 0xee: key = 0; break;
case 0xde: key = 1; break;
case 0xbe: key = 2; break;
case 0x7e: key = 3; break;
……
}
}
}
在任務三中key的值將根據按鍵的值改變。接下來我們只需要將按鍵的值送給數碼管顯示即可。play_SMG(M0,S1,S0,Z,0,0,0,key)，將key放在數碼管顯示函數的最后一位。這樣我們又完成了一個功能的添加，也沒有改變程序原本運行的狀態。
3.3.2 清除按鍵顯示
在題目中要求按鍵延時顯示按鍵0.3秒（也就是松開按鍵之后還繼續顯示0.3秒）；也就是在手松開0.3秒之后要清除顯示。
這里可以設置一個標志位flag，當按鍵按下的時候讓flag置1，并且延時300ms后將flag清0。這樣我們就可以通過flag的狀態判斷按鍵有沒有按下，并且flag是滯后于手松開300ms刷新的。具體的代碼如下：
unsigned char KeyScan() //帶返回值的子函數
{
unsigned char i;
unsigned char cord_l,cord_h;//聲明列線和行線的值的儲存變量
P3 = 0x0f;//0000 1111
if( (P3 & 0x0f) != 0x0f)//判斷是否有按鍵按下
{
os_wait2(K_TMO,5);//軟件消抖
if( (P3 & 0x0f) != 0x0f)//判斷是否有按鍵按下
{
cord_h = P3 & 0x0f;// 儲存行線值
P3 = cord_l | 0xf0;
cord_l = P3 & 0xf0;// 儲存列線值
flag = 1;
return (cord_l + cord_h);//返回鍵值碼
}
}
if(flag)
{
for(i = 0; i < 3; i++)
{
^^^^^
keil工程下載地址：
RTOS復雜應用.zip
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2020-2-2 23:11 上傳
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