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標(biāo)題: 第十章習(xí)題練習(xí)與積累 [打印本頁(yè)]

作者: admin 時(shí)間: 2013-9-28 01:49
標(biāo)題: 第十章習(xí)題練習(xí)與積累

本章內(nèi)容主要通過(guò)一些相關(guān)例程，來(lái)提高大家的編程技巧，并且?guī)椭蠹疫M(jìn)行一些算法上的積累。同學(xué)們?cè)谧鲞@部分內(nèi)容的時(shí)候，還是那句話，一定要能夠達(dá)到不看教程，獨(dú)立把程序做出來(lái)的效果，那樣才能基本上掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和內(nèi)容。

10.1 數(shù)字秒表實(shí)驗(yàn)10.1.1 不同數(shù)據(jù)間的類型轉(zhuǎn)換

在C語(yǔ)言中，不同數(shù)據(jù)類型之間是可以混合運(yùn)算的。當(dāng)表達(dá)式中的數(shù)據(jù)類型不一致時(shí)，首先轉(zhuǎn)換為同一種類型，然后再進(jìn)行計(jì)算。C語(yǔ)言有兩種方法實(shí)現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換，一是自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換，另外一種是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。這塊內(nèi)容是比較繁雜的，因此我們根據(jù)我們常用的編程應(yīng)用來(lái)講部分相關(guān)內(nèi)容。

當(dāng)不同數(shù)據(jù)類型之間混合運(yùn)算的時(shí)候，不同類型的數(shù)據(jù)首先會(huì)轉(zhuǎn)換為同一類型，轉(zhuǎn)換的主要原則是：短字節(jié)的數(shù)據(jù)向長(zhǎng)字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

比如：unsigned char a ; unsigned int b; unsigned int c; c = a *b;

在運(yùn)算的過(guò)程中，程序會(huì)自動(dòng)全部按照unsigned int型來(lái)計(jì)算。比如a=10，b=200，c的結(jié)果就是2000。那當(dāng)a=100，b=700，那c是70000嗎？新手最容易犯這種錯(cuò)誤，大家要注意每個(gè)變量的數(shù)據(jù)類型，c的數(shù)據(jù)類型是unsigned int型，取值范圍是0~65535，70000超過(guò)65535溢出了，所以最終c的結(jié)果是(70000 - 65536) = 4464。

那要想讓c正常獲得70000這個(gè)結(jié)果，需要把c定義成一個(gè)unsigned long型。我們?nèi)绻麑懗桑?/font>unsigned char a=100; unsigned int b=700; unsigned long c=0; c = a *b;如果有做過(guò)實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)c的結(jié)果還是4464，這個(gè)是個(gè)什么情況呢？

大家注意，C語(yǔ)言不同類型運(yùn)算的時(shí)候數(shù)值會(huì)轉(zhuǎn)換同一類型運(yùn)算，但是每一步運(yùn)算都會(huì)進(jìn)行識(shí)別判斷，不會(huì)進(jìn)行一個(gè)總的分析判斷。比如我們這個(gè)程序，a和b相乘的時(shí)候，是按照unsigned int類型運(yùn)算的，運(yùn)算的結(jié)果也是unsigned int類型的4464，只是最終把unsigned int類型4464賦值給了一個(gè)unsigned long型的變量而已。我們?cè)谶\(yùn)算的時(shí)候如何避免這類問(wèn)題的產(chǎn)生呢？可以采用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的方法。

在一個(gè)變量前邊加上一個(gè)變量類型，并且這個(gè)變量類型用小括號(hào)括起來(lái)，表示把這個(gè)變量強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成括號(hào)里的變量類型。如 c = (unsigned long)a * b;由于強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算優(yōu)先級(jí)高于*，所以這個(gè)地方的運(yùn)算是先把a轉(zhuǎn)換成一個(gè)unsigned long型的變量，而后與b相乘，根據(jù)C語(yǔ)言的規(guī)則b會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)unsigned long型的變量，而后運(yùn)算完畢結(jié)果也是一個(gè)unsigned long型的，最終賦值給了c。

當(dāng)不同類型變量相互賦值時(shí)，短字節(jié)的數(shù)據(jù)向長(zhǎng)字節(jié)的變量賦值時(shí)，值不變，比如unsigned char a=100; unsigned int b=700; b = a;那么最終b的值就是100了。但是如果我們的程序是unsigned char a=100; unsigned int b=700; a=b;那么a的值僅僅是取了b的低8位，我們首先要把700變成一個(gè)16位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后取它的低8位出來(lái)，也就是188，這就是長(zhǎng)字節(jié)給短字節(jié)賦值的結(jié)果。

在51單片機(jī)里邊，有一種特殊情況，就是bit類型的變量，這個(gè)bit類型的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，是不符合上邊講的這個(gè)原則的，比如bit a = 0; unsigned char b; a = (bit)b;這個(gè)地方要特別注意，使用bit做強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，不是取b的最低位，而是他會(huì)判斷b這個(gè)變量是0還是非0的值，如果b是0，那么a的結(jié)果就是0，如果b是任意非0的其他數(shù)字，那么a的結(jié)果都是1。

1.1.2 定時(shí)時(shí)間精準(zhǔn)性調(diào)整

我們的6.5.2章節(jié)有一個(gè)數(shù)碼管秒表顯示程序，那個(gè)程序是1秒數(shù)碼管加1，但是細(xì)心的同學(xué)做了實(shí)驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)發(fā)現(xiàn)，和我們的實(shí)際的時(shí)間有了較大誤差了，那如何去調(diào)整這種誤差呢？要解決問(wèn)題，先找到問(wèn)題是什么原因造成的。

先補(bǔ)充介紹一下我們我們前邊講的中斷的內(nèi)容。其實(shí)單片機(jī)做的很智能的，當(dāng)我們?cè)诳措娨暤臅r(shí)候，突然發(fā)生了水開的中斷，我們必須去提水的時(shí)候，第一，我們從電視跟前跑到廚房需要一定的時(shí)間，第二，因?yàn)槲覀兛吹碾娨暿侵悄軘?shù)字電視，因此在去提水之前我們可以使用遙控器將我們的電視進(jìn)行暫停操作，方便回來(lái)后繼續(xù)從剛才的劇情往下進(jìn)行。那暫停電視，跑到廚房提水，這一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間是很短的，在實(shí)際生活中可以忽略不計(jì)，但是在單片機(jī)秒表系統(tǒng)，誤差會(huì)累計(jì)的，每1秒鐘都差了幾個(gè)微妙，時(shí)間一久，造成的累計(jì)誤差就不可小覷了。

單片機(jī)系統(tǒng)里，硬件進(jìn)入中斷需要一定的時(shí)間，大概是幾個(gè)機(jī)器周期，還有要進(jìn)行原始數(shù)據(jù)保護(hù)，就是把進(jìn)中斷之前程序運(yùn)行的一些變量先保存起來(lái)，這個(gè)專業(yè)詞匯叫做中斷壓棧，進(jìn)入中斷后，重新給定時(shí)器TH和TL賦值，也需要幾個(gè)機(jī)器周期，這樣下來(lái)就會(huì)消耗一定的時(shí)間，我們得把這些時(shí)間補(bǔ)償回來(lái)。

方法一，使用軟件debug進(jìn)行補(bǔ)償。

我們前邊教程講過(guò)使用debug來(lái)觀察程序運(yùn)行時(shí)間，那我們可以把我們2次進(jìn)入中斷的時(shí)間間隔觀察出來(lái)，看看和我們實(shí)際定時(shí)的時(shí)間相差了幾個(gè)機(jī)器周期，然后在進(jìn)行定時(shí)器初值賦值的時(shí)候，進(jìn)行一個(gè)調(diào)整。我們用的是11.0592M的晶振，發(fā)現(xiàn)差了幾個(gè)機(jī)器周期，就把定時(shí)器初值加上幾個(gè)機(jī)器周期，這樣相當(dāng)于進(jìn)行了一個(gè)補(bǔ)償。

方法二，使用累計(jì)誤差計(jì)算出來(lái)。

有的時(shí)候，除了程序本身存在的誤差外，硬件精度也可能會(huì)影響到時(shí)鐘的精度，比如晶振，會(huì)隨著溫度變化出現(xiàn)溫漂現(xiàn)象，就是精度和標(biāo)稱值要差一點(diǎn)。那么我們還可以采取累計(jì)誤差的方法來(lái)提高精度。比如我們可以讓時(shí)鐘運(yùn)行半個(gè)小時(shí)或者一個(gè)小時(shí)，看看最終時(shí)間差了幾秒，然后算算一共進(jìn)了多少次定時(shí)器中斷，然后把這差的幾秒平均分配到每次的定時(shí)器中斷中，就可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的調(diào)整。

大家要明白，這個(gè)世界上本就沒有絕對(duì)的精度，我們只能提高精度，但是不可能消除誤差的，如果在這個(gè)基礎(chǔ)上還感覺精度不夠的話，不要著急，后邊我們會(huì)專門講時(shí)鐘芯片的，通常時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)的精度比單片機(jī)的精度要高一些。

10.1.3 使用字節(jié)操作修改位的技巧

這里介紹個(gè)編程小技巧，在我們編程序的時(shí)候，有的情況下，想要操作一個(gè)字節(jié)中的某一位或者幾位的時(shí)候，但是又不想改變其他位原有的值，該如何操作呢？

比如我們學(xué)定時(shí)器的時(shí)候遇到一個(gè)寄存器TCON，這個(gè)寄存器是可以進(jìn)行位操作的，比如我們可以直接寫TR0 =1;TR0是TCON的一個(gè)位，因?yàn)檫@個(gè)寄存器是允許位操作，這樣寫是沒有任何問(wèn)題的。還有一個(gè)寄存器TMOD，這個(gè)寄存器是不支持位操作的，那如果我們要使用T0的模式1，我們希望達(dá)到的效果是TMOD的低4位是0001，如果我們直接寫成TMOD = 0x01的話，實(shí)際上已經(jīng)同時(shí)操作到了高4位，即屬于T1的部分，設(shè)置成了0000，如果T1定時(shí)器沒有用到的話，那我們隨便怎么樣都行，但是如果程序中既用到了T0，又用到了T1，那我們?cè)O(shè)置T0的同時(shí)已經(jīng)干擾到了T1的模式配置，這我們不希望看到的結(jié)果。

在這種情況下，就可以用我們前邊學(xué)過(guò)的"&"和"|"運(yùn)算了。對(duì)于二進(jìn)制位操作來(lái)說(shuō)，不管該位原來(lái)的值是0還是1，它跟"0"進(jìn)行"&&"運(yùn)算，得到的結(jié)果都是0，而跟"1"進(jìn)行"&&"運(yùn)算，將保持原來(lái)的值不變；不管該位原來(lái)的值是0還是1，它跟"1"進(jìn)行"||"運(yùn)算，得到的結(jié)果都是1，而跟"0"進(jìn)行"||"運(yùn)算，將保持原來(lái)的值不變。

利用上述這個(gè)規(guī)律，我們就可以著手解決剛才的問(wèn)題了。如果我們現(xiàn)在要設(shè)置TMOD的定時(shí)器0工作在模式1下，又不干擾定時(shí)器1的配置，我們可以進(jìn)行這樣的操作：TMOD = TMOD & 0xF0; TMOD = TMOD | 0x01;第一步與0xF0后，TMOD的高4位不變，低4位清零，變成了xxxx0000；然后再進(jìn)行第二步和0x01進(jìn)行或運(yùn)算，那高7位均不變，最低位變成1了，這樣就完成了只將低4位的值修改位0001，而高4位保持原不變的任務(wù)，即只設(shè)置了T0而不影響T1。熟練掌握并靈活運(yùn)用這個(gè)方法，會(huì)給你以后的編程帶來(lái)便利。

另外，在C語(yǔ)言中，a &= b;等價(jià)于a = a&b;同理，a |= b;等價(jià)于a = a|b;那么前邊那一段代碼就可以寫成TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01這樣的簡(jiǎn)寫形式。這種寫法可以一定程度上簡(jiǎn)化代碼，是C語(yǔ)言的一種編程風(fēng)格。

10.1.4 數(shù)碼管刷新函數(shù)算法改進(jìn)

在學(xué)習(xí)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)刷新的時(shí)候，為了方便大家理解，我們程序?qū)懙募?xì)致一些，給大家引入了switch的用法，隨著我們編程能力的增強(qiáng)，對(duì)于74HC138這種非常有規(guī)律的數(shù)字器件，我們?cè)诰幊躺弦部梢愿倪M(jìn)一下邏輯算法，讓程序變的更簡(jiǎn)潔。這種邏輯算法，通常不是靠學(xué)一下可以全部掌握的，而是通過(guò)不斷的編寫程序以及研究別人的程序一點(diǎn)點(diǎn)積累起來(lái)的，從今天開始，大家就要開始積累。

前邊動(dòng)態(tài)刷新函數(shù)我們是這么寫的：

switch(j)

{

case 0: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[0]]; break;

case 1: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[1]]; break;

case 2: ADDR0=0; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[2]]; break;

case 3: ADDR0=1; ADDR1=1; ADDR2=0; j++; P0=LedChar[LedNumber[3]]; break;

case 4: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1; j++; P0=LedChar[LedNumber[4]]; break;

case 5: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1; j=0; P0=LedChar[LedNumber[5]]; break;

default: break;

}

首先我們進(jìn)行第一步改進(jìn)，寫成：

switch(j)

{

case 0: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=0; break;

case 1: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=0; break;

case 2: ADDR0=0; ADDR1=1; ADDR2=0; break;

case 3: ADDR0=1; ADDR1=1; ADDR2=0; break;

case 4: ADDR0=0; ADDR1=0; ADDR2=1; break;

case 5: ADDR0=1; ADDR1=0; ADDR2=1; break;

default: break;

}

P0=LedChar[LedNumber[j++]];

if(6==j) j=0;

這種寫法已經(jīng)比上邊那種寫法簡(jiǎn)單多了，我們還要繼續(xù)簡(jiǎn)化。我們來(lái)看，ADDR0是P1的第0位，ADDR1是P1的第1位，ADDR2是P1的第2位，我們可以看出來(lái)，程序中的case 0到case 5的過(guò)程中，P1的這低3位的值分別是000，001，010，011，100，101。轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，也就是從0到5。那我們程序就可以進(jìn)一步改進(jìn)，寫成以下函數(shù)形式：

void LedScan() //LED顯示掃描函數(shù)

{

static unsigned char index = 0;

P0 = 0xFF; //關(guān)閉所有段選位，顯示消隱

P1 = (P1 & 0xF8) | index; //位選索引值賦值到P1口低3位

P0 = LedNumber[index]; //相應(yīng)顯示緩沖區(qū)的值賦值到P0口

if (index < 5) //位選索引0-5循環(huán)，因有6個(gè)數(shù)碼管

index++;

else

index = 0;

}

大家看看，P1 = (P1 & 0xF8) | index;這行代碼就利用了上面講到的"&"和"|"運(yùn)算來(lái)將index的低3位直接賦值到P1口的低3位上，這樣寫是不是要簡(jiǎn)潔的多，也巧妙的多，同樣可以完美實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)刷新的功能。

10.1.5 秒表程序

做了一個(gè)秒表程序給同學(xué)們做參考，程序中涉及到的知識(shí)點(diǎn)我們幾乎都講過(guò)了，涉及到了定時(shí)器、數(shù)碼管、中斷、按鍵等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。此程序是多知識(shí)點(diǎn)同時(shí)應(yīng)用到一個(gè)程序中的小綜合，因此需要大家完全消化掉。這種小綜合也是將來(lái)做大項(xiàng)目程序的一個(gè)基礎(chǔ)，因此還是老規(guī)矩，大家邊抄邊理解，理解透徹后獨(dú)立寫出來(lái)就算此關(guān)通過(guò)。

#include <reg52.h>

sbit  KEY1 = P2^4;

sbit  KEY2 = P2^5;

sbit  KEY3 = P2^6;

sbit  KEY4 = P2^7;

sbit  ADDR3 = P1^3;

sbit  ENLED = P1^4;

unsigned char code LedChar[] = {  //數(shù)碼管顯示字符轉(zhuǎn)換表

0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,

0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E

};

unsigned char LedBuff[6] = {  //數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)

0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF

};

unsigned char KeySta[4] = {  //按鍵狀態(tài)緩沖區(qū)

1, 1, 1, 1

};

bit StopwatchRunning = 0;  //秒表運(yùn)行標(biāo)志

bit StopwatchRefresh = 1;  //秒表計(jì)數(shù)刷新標(biāo)志

unsigned char DecimalPart = 0;  //秒表的小數(shù)部分

unsigned int  IntegerPart = 0;  //秒表的整數(shù)部分

unsigned char T0RH = 0;  //T0重載值的高字節(jié)

unsigned char T0RL = 0;  //T0重載值的低字節(jié)

void ConfigTimer0(unsigned int ms);

void StopwatchDisplay();

void KeyAction();

void main ()

{

P2 = 0xFE;  //選擇第4行按鍵以進(jìn)行掃描

P0 = 0xFF;  //P0口初始化

ADDR3 = 1;  //選擇數(shù)碼管

ENLED = 0;  //LED總使能

EA = 1;    //開總中斷

      ConfigTimer0(2);  //配置T0定時(shí)2ms

while(1)

{

      KeyAction();

      StopwatchDisplay();

}

}

void ConfigTimer0(unsigned int ms)  //T0配置函數(shù)

{

unsigned long tmp;

tmp = 11059200 / 12;    //定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率

tmp = (tmp * ms) / 1000;  //計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值

tmp = 65536 - tmp;       //計(jì)算定時(shí)器重載值

tmp = tmp + 19;          //修正中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差，運(yùn)行30分鐘修正值

T0RH = (unsigned char)(tmp >> 8);  //定時(shí)器重載值拆分為高低字節(jié)

T0RL = (unsigned char)tmp;

TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位

TMOD |= 0x01; //配置T0為模式1

TH0 = T0RH;    //加載T0重載值

TL0 = T0RL;

ET0 = 1;       //使能T0中斷

TR0 = 1;       //啟動(dòng)T0

}

void StopwatchDisplay()  //秒表計(jì)數(shù)顯示函數(shù)

{

      unsigned char i;

unsigned char buff[6];

if (StopwatchRefresh)

{

      StopwatchRefresh = 0;



      i = DecimalPart % 10; //小數(shù)部分轉(zhuǎn)換到低2位

      buff[0] = LedChar[ I];

      i = DecimalPart / 10;

      buff[1] = LedChar[ I];



      buff[2] = IntegerPart % 10;       //整數(shù)部分轉(zhuǎn)換到高4位

      buff[3] = (IntegerPart / 10) % 10;

      buff[4] = (IntegerPart / 100) % 10;

      buff[5] = (IntegerPart / 1000) % 10;



      for (i=5; i>=3; i--) //高位的0轉(zhuǎn)換為空字符

      {

         if (buff[ I] == 0)

            buff[ I] = 0xFF;

         else

            break;

      }

      for ( ; i>=2; i--) //有效數(shù)字位轉(zhuǎn)換顯示字符

      {

         buff[ I] = LedChar[buff[ I]];

      }

      buff[2] &= 0x7F;  //點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)



      for (i=0; i<=5; i++) //一次性拷貝到顯示緩沖區(qū)，消除可能存在的顯示抖動(dòng)

      {

         LedBuff[ I] = buff[ I];

      }

}

}

void StopwatchAction()  //秒表啟停函數(shù)

{

if (StopwatchRunning) //已啟動(dòng)則停止

      StopwatchRunning = 0;

else                   //未啟動(dòng)則啟動(dòng)

      StopwatchRunning = 1;

}

void StopwatchReset()  //秒表復(fù)位函數(shù)

{

StopwatchRunning = 0;  //停止秒表

DecimalPart = 0;    //清零計(jì)數(shù)值

IntegerPart = 0;

StopwatchRefresh = 1;  //置刷新標(biāo)志

}

void KeyAction()  //按鍵動(dòng)作函數(shù)

{

unsigned char i;

static unsigned char backup[4] = {1,1,1,1};

for (i=0; i<4; i++)

{

      if (backup[ I] != KeySta[ I])

      {

         if (backup[ I] != 0)  //按鍵按下時(shí)執(zhí)行動(dòng)作

         {

            switch (i)

            {

                  case 1: StopwatchReset(); break; //Esc鍵復(fù)位秒表

                  case 2: StopwatchAction(); break;  //回車鍵啟停秒表

                  default: break;

            }

         }

         backup[ I] = KeySta[ I];

      }

}

}

void LedScan()  //LED顯示掃描函數(shù)

{

static unsigned char index = 0;

P0 = 0xFF;                //關(guān)閉所有段選位，顯示消隱

P1 = (P1 & 0xF8) | index;  //位選索引值賦值到P1口低3位

P0 = LedBuff[index];    //相應(yīng)顯示緩沖區(qū)的值賦值到P0口

if (index < 5)          //位選索引0-5循環(huán)，因有6個(gè)數(shù)碼管

      index++;

else

      index = 0;

}

void KeyScan()  //按鍵掃描函數(shù)

{

unsigned char i;

static unsigned char keybuf[4] = {  //按鍵掃描緩沖區(qū)，保存一段時(shí)間內(nèi)的掃描值

      0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF

};

//按鍵值移入緩沖區(qū)

keybuf[0] = (keybuf[0] << 1) | KEY1;

keybuf[1] = (keybuf[1] << 1) | KEY2;

keybuf[2] = (keybuf[2] << 1) | KEY3;

keybuf[3] = (keybuf[3] << 1) | KEY4;

//消抖后更新按鍵狀態(tài)

for (i=0; i<4; i++)

{

      if (keybuf[ I] == 0x00)

      {

         KeySta[ I] = 0;

      }

      else if (keybuf[ I] == 0xFF)

      {

         KeySta[ I] = 1;

      }

}

}

void StopwatchCount()  //秒表計(jì)數(shù)函數(shù)

{

if (StopwatchRunning)

{

      DecimalPart++;       //小數(shù)部分+1

      if (DecimalPart >= 100) //小數(shù)部分計(jì)到100時(shí)進(jìn)位到整數(shù)部分

      {

         DecimalPart = 0;

         IntegerPart++;

         if (IntegerPart >= 10000)  //整數(shù)部分計(jì)到10000時(shí)歸零

         {

            IntegerPart = 0;

         }

      }

      StopwatchRefresh = 1;

}

}

void InterruptTimer0() interrupt 1  //T0中斷服務(wù)函數(shù)

{

static unsigned char tmr10ms = 0;

TH0 = T0RH;  //將重載值賦值到計(jì)數(shù)器

TL0 = T0RL;

KeyScan(); //按鍵掃描

LedScan(); //數(shù)碼管掃描顯示

//定時(shí)10ms進(jìn)行一次秒表計(jì)數(shù)

tmr10ms++;

if (tmr10ms >= 5)

{

      tmr10ms = 0;

      StopwatchCount();

}

}10.2 PWM的學(xué)習(xí)

PWM在我們今后的單片機(jī)應(yīng)用中非常非常多，應(yīng)用的方向也很多，它的原理很簡(jiǎn)單，但是往往應(yīng)用于不同場(chǎng)合上意義不完全一樣，這里我先把基本概念和基本原理給大家介紹一下，后邊遇到用的時(shí)候起碼知道是個(gè)什么東西。

PWM是Pulse Width Modulation的縮寫，它的中文名字是脈沖寬度調(diào)制，一種說(shuō)法是它利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種有效的技術(shù)，其實(shí)就是使用數(shù)字信號(hào)達(dá)到一個(gè)模擬信號(hào)的效果。這是個(gè)什么概念呢？我們一步步來(lái)介紹。

首先從它的名字來(lái)看，脈沖寬度調(diào)制，就是改變脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的效果。我們先來(lái)看三組不同的脈沖信號(hào)，如圖10-1所示。

圖10-1 PWM波形

這是一個(gè)周期是10ms，即頻率是100Hz的波形，但是每個(gè)周期內(nèi)，高低電平脈沖各不相同，這就是PWM的本質(zhì)。在這里大家要記住一個(gè)概念，叫做“占空比”。占空比是指高電平的時(shí)間占整個(gè)周期的比例。比如第一部分波形的占空比是40%，第二部分波形占空比是60%，第三部分波形占空比是80%，這就是PWM的解釋。

那為何它會(huì)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制呢？大家想一想，我們數(shù)字電路里，只有0和1兩種狀態(tài)，比如我們教程第二課學(xué)會(huì)的點(diǎn)亮LED小燈那個(gè)程序，當(dāng)我們寫一個(gè)LED = 0;小燈就會(huì)長(zhǎng)亮，當(dāng)我們寫一個(gè)LED = 1;小燈就會(huì)滅掉。當(dāng)我們讓小燈亮和滅間隔運(yùn)行的時(shí)候，小燈是閃爍。如果我們把這個(gè)間隔不斷的減小，減小到我們的肉眼分辨不出來(lái)，也就是100Hz以上的頻率，這個(gè)時(shí)候小燈表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象就是既保持亮的狀態(tài)，但是亮度沒有LED = 0;的時(shí)候亮度高。那我們不斷改變時(shí)間參數(shù)，讓LED = 0;的時(shí)間大于或者小于LED = 1;的時(shí)間，會(huì)發(fā)現(xiàn)亮度都不一樣，這就是模擬電路的感覺了，不再是純粹的0和1，還有亮度不斷變化。大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果我們是100Hz的信號(hào)，如圖10-1所示，假如高電平熄滅小燈，低電平點(diǎn)亮小燈的話，第一部分波形熄滅4ms，點(diǎn)亮6ms，亮度最高，第二部分熄滅6ms，點(diǎn)亮4ms，亮度次之，第三部分熄滅8ms，點(diǎn)亮2ms，亮度最低。我們用程序驗(yàn)證一下。

#include <reg52.h>

sbit PWMOUT = P0^0;

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

unsigned char HReloadH = 0; //高電平重載值的高字節(jié)

unsigned char HReloadL = 0; //高電平重載值的低字節(jié)

unsigned char LReloadH = 0; //低電平重載值的高字節(jié)

unsigned char LReloadL = 0; //低電平重載值的低字節(jié)

void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc);

void ClosePWM();

void main ()

{

unsigned int i;

P0 = 0xFF; //P0口初始化

ADDR0 = 0; //選擇獨(dú)立LED

ADDR1 = 1;

ADDR2 = 1;

ADDR3 = 1;

ENLED = 0; //LED總使能

EA = 1; //開總中斷

while(1)

{

ConfigPWM(100, 10); //頻率100Hz，占空比10%

for (i=0; i<40000; i++);

ClosePWM();

ConfigPWM(100, 40); //頻率100Hz，占空比40%

for (i=0; i<40000; i++);

ClosePWM();

ConfigPWM(100, 90); //頻率100Hz，占空比90%

for (i=0; i<40000; i++);

ClosePWM();

for (i=0; i<40000; i++);

}

void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc) //PWM配置函數(shù)，fr-頻率，dc-占空比

{

unsigned int high, low;

unsigned long tmp;

tmp = (11059200 / 12) / fr; //計(jì)算一個(gè)周期所需的計(jì)數(shù)值

high = (tmp * dc) / 100; //計(jì)算高電平所需的計(jì)數(shù)值

low = tmp - high; //計(jì)算低電平所需的計(jì)數(shù)值

high = 65536 - high + 13; //計(jì)算高電平的定時(shí)器重載值并修正

low = 65536 - low + 13; //計(jì)算低電平的定時(shí)器重載值并修正

HReloadH = (unsigned char)(high >> 8); //高電平重載值拆分為高低字節(jié)

HReloadL = (unsigned char)high;

LReloadH = (unsigned char)(low >> 8); //低電平重載值拆分為高低字節(jié)

LReloadL = (unsigned char)low;

TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位

TMOD |= 0x01; //配置T0為模式1

TH0 = HReloadH; //加載T0重載值

TL0 = HReloadL;

ET0 = 1; //使能T0中斷

TR0 = 1; //啟動(dòng)T0

PWMOUT = 1; //輸出高電平

}

void ClosePWM() //關(guān)閉PWM

{

TR0 = 0; //停止定時(shí)器

ET0 = 0;

PWMOUT = 1; //輸出高電平

}

void InterruptTimer0() interrupt 1 //T0中斷服務(wù)函數(shù)

{

if (PWMOUT == 1) //當(dāng)前輸出為高電平時(shí)，裝載低電平值并輸出低電平

{

TH0 = LReloadH;

TL0 = LReloadL;

PWMOUT = 0;

}

else //當(dāng)前輸出為低電平時(shí)，裝載高電平值并輸出高電平

{

TH0 = HReloadH;

TL0 = HReloadL;

PWMOUT = 1;

}

大家下載了這個(gè)程序，會(huì)發(fā)現(xiàn)小燈從最亮到滅一共4個(gè)亮度等級(jí)。如果我們讓亮度等級(jí)更多，并且讓亮度等級(jí)連續(xù)起來(lái)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小燈漸變的效果，和人呼吸有點(diǎn)類似，所以我們習(xí)慣上稱之為呼吸燈，程序代碼如下，這個(gè)程序用了2個(gè)定時(shí)器2個(gè)中斷，這是我們第一次這樣用，大家可以學(xué)習(xí)一下。我們來(lái)試試這個(gè)程序，試完了大家一定要自己關(guān)閉教程把程序?qū)懗鰜?lái)，切記。

#include <reg52.h>

sbit PWMOUT = P0^0;

sbit ADDR0 = P1^0;

sbit ADDR1 = P1^1;

sbit ADDR2 = P1^2;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

unsigned long PeriodCnt = 0; //PWM周期計(jì)數(shù)值

unsigned char HReloadH = 0; //高電平重載值的高字節(jié)

unsigned char HReloadL = 0; //高電平重載值的低字節(jié)

unsigned char LReloadH = 0; //低電平重載值的高字節(jié)

unsigned char LReloadL = 0; //低電平重載值的低字節(jié)

unsigned char T1RH = 0; //T1重載值的高字節(jié)

unsigned char T1RL = 0; //T1重載值的低字節(jié)

void ConfigTimer1(unsigned int ms);

void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc);

void main ()

{

P0 = 0xFF; //P0口初始化

ADDR0 = 0; //選擇獨(dú)立LED

ADDR1 = 1;

ADDR2 = 1;

ADDR3 = 1;

ENLED = 0; //LED總使能

EA = 1; //開總中斷

ConfigPWM(100, 10); //配置并啟動(dòng)PWM

ConfigTimer1(50); //T1定時(shí)調(diào)整占空比

while(1);

}

void ConfigTimer1(unsigned int ms) //T1配置函數(shù)

{

unsigned long tmp;

tmp = 11059200 / 12; //定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率

tmp = (tmp * ms) / 1000; //計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值

tmp = 65536 - tmp; //計(jì)算定時(shí)器重載值

tmp = tmp + 11; //修正中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差

T1RH = (unsigned char)(tmp >> 8); //定時(shí)器重載值拆分為高低字節(jié)

T1RL = (unsigned char)tmp;

TMOD &= 0x0F; //清零T1的控制位

TMOD |= 0x10; //配置T1為模式1

TH1 = T1RH; //加載T1重載值

TL1 = T1RL;

ET1 = 1; //使能T1中斷

TR1 = 1; //啟動(dòng)T1

}

void ConfigPWM(unsigned int fr, unsigned char dc) //PWM配置函數(shù)，fr-頻率，dc-占空比

{

unsigned int high, low;

PeriodCnt = (11059200 / 12) / fr; //計(jì)算一個(gè)周期所需的計(jì)數(shù)值

high = (PeriodCnt * dc) / 100; //計(jì)算高電平所需的計(jì)數(shù)值

low = PeriodCnt - high; //計(jì)算低電平所需的計(jì)數(shù)值

high = 65536 - high + 13; //計(jì)算高電平的定時(shí)器重載值并修正

low = 65536 - low + 13; //計(jì)算低電平的定時(shí)器重載值并修正

HReloadH = (unsigned char)(high >> 8); //高電平重載值拆分為高低字節(jié)

HReloadL = (unsigned char)high;

LReloadH = (unsigned char)(low >> 8); //低電平重載值拆分為高低字節(jié)

LReloadL = (unsigned char)low;

TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位

TMOD |= 0x01; //配置T0為模式1

TH0 = HReloadH; //加載T0重載值

TL0 = HReloadL;

ET0 = 1; //使能T0中斷

TR0 = 1; //啟動(dòng)T0

PWMOUT = 1; //輸出高電平

}

void AdjustDutyCycle(unsigned char dc) //占空比調(diào)整函數(shù)，頻率不變只調(diào)整占空比

{

unsigned int high, low;

high = (PeriodCnt * dc) / 100; //計(jì)算高電平所需的計(jì)數(shù)值

low = PeriodCnt - high; //計(jì)算低電平所需的計(jì)數(shù)值

high = 65536 - high + 13; //計(jì)算高電平的定時(shí)器重載值并修正

low = 65536 - low + 13; //計(jì)算低電平的定時(shí)器重載值并修正

HReloadH = (unsigned char)(high >> 8); //高電平重載值拆分為高低字節(jié)

HReloadL = (unsigned char)high;

LReloadH = (unsigned char)(low >> 8); //低電平重載值拆分為高低字節(jié)

LReloadL = (unsigned char)low;

}

void InterruptTimer0() interrupt 1 //T0中斷服務(wù)函數(shù)，產(chǎn)生PWM

{

if (PWMOUT == 1) //當(dāng)前輸出為高電平時(shí)，裝載低電平值并輸出低電平

{

TH0 = LReloadH;

TL0 = LReloadL;

PWMOUT = 0;

}

else //當(dāng)前輸出為低電平時(shí)，裝載高電平值并輸出高電平

{

TH0 = HReloadH;

TL0 = HReloadL;

PWMOUT = 1;

}

void InterruptTimer1() interrupt 3 //T1中斷服務(wù)函數(shù)，定時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整占空比

{

static bit br = 0;

static unsigned char index = 0;

unsigned char code table[13] = { //占空比調(diào)整表

5, 18, 30, 41, 51, 60, 68, 75, 81, 86, 90, 93, 95

};

TH1 = T1RH; //重新加載T1重載值

TL1 = T1RL;

AdjustDutyCycle(table[index]); //調(diào)整PWM的占空比

if (br == 0) //逐步增大占空比

{

index++;

if (index >= 12)

{

br = 1;

}

else //逐步減小占空比

{

index--;

if (index == 0)

{

br = 0;

}

呼吸燈寫出來(lái)后，其他各種效果的燈光閃爍都應(yīng)該可以做出來(lái)，大家看到的KTV里邊那絢麗的燈光閃爍，其實(shí)就是采用的PWM技術(shù)控制的。

10.3 交通燈實(shí)驗(yàn)

同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)技術(shù)的時(shí)候，一定要多動(dòng)腦筋，遇到問(wèn)題后，三思而后問(wèn)。有些時(shí)候你考慮的和真理就差一點(diǎn)點(diǎn)了，沒有堅(jiān)持下去，別人告訴你后你才恍然大悟。這樣得到的結(jié)論，可以讓你學(xué)到知識(shí)，但是卻培養(yǎng)不了你的邏輯思維能力。不是不能問(wèn)，而是要在認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上提問(wèn)。

有同學(xué)有疑問(wèn)，板子上只有8個(gè)流水燈，那如果我要做很多個(gè)流水燈一起花樣顯示怎么辦呢？那我們?cè)谥v課的時(shí)候其實(shí)都提到過(guò)了，板子上是有8個(gè)流水燈，還有6個(gè)數(shù)碼管，還有1個(gè)點(diǎn)陣LED，一個(gè)數(shù)碼管相當(dāng)于8個(gè)小燈，一個(gè)點(diǎn)陣LED相當(dāng)于64個(gè)小燈，那如果全部算上的話，我們板子上實(shí)際共接了8+6*8+64=120個(gè)小燈，你如果單獨(dú)只接小燈，花樣燈就做出來(lái)了。

還有同學(xué)問(wèn)，板子上流水燈和數(shù)碼管可以一起工作嗎？如何一起工作呢？我們剛說(shuō)了，一個(gè)數(shù)碼管是8個(gè)小燈，但是大家反過(guò)來(lái)想一想，8個(gè)流水燈是不是相當(dāng)于一個(gè)數(shù)碼管嗎。那板子上6個(gè)數(shù)碼管我們可以讓他們同時(shí)亮，7個(gè)數(shù)碼管就不會(huì)了嗎？當(dāng)然了，思考的習(xí)慣是要慢慢培養(yǎng)的，想不到的同學(xué)繼續(xù)努力，每天前進(jìn)一小步，堅(jiān)持一段時(shí)間后回頭看看，就會(huì)發(fā)現(xiàn)你學(xué)會(huì)了很多。

發(fā)一個(gè)交通燈的程序給大家做學(xué)習(xí)參考。因?yàn)榘遄淤Y源有限，所以我把左邊LED8和LED9一起亮作為綠燈，把LED5和LED6一起亮作為黃燈，把LED2和LED3一起亮作為紅燈，用數(shù)碼管做倒計(jì)時(shí)，做了一個(gè)簡(jiǎn)易的交通燈程序給大家做參考學(xué)習(xí)，讓LED和數(shù)碼管同時(shí)參與工作。

#include <reg52.h>

sbit KEY1 = P2^4;

sbit KEY2 = P2^5;

sbit KEY3 = P2^6;

sbit KEY4 = P2^7;

sbit ADDR3 = P1^3;

sbit ENLED = P1^4;

unsigned char code LedChar[] = { //數(shù)碼管顯示字符轉(zhuǎn)換表

0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,

0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E

};

unsigned char LedBuff[7] = { //數(shù)碼管+獨(dú)立LED顯示緩沖區(qū)

0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF

};

bit flag1s = 1; //1秒定時(shí)標(biāo)志

unsigned char T0RH = 0; //T0重載值的高字節(jié)

unsigned char T0RL = 0; //T0重載值的低字節(jié)

void ConfigTimer0(unsigned int ms);

void TrafficLight();

void main ()

{

P2 = 0xFE; //選擇第4行按鍵以進(jìn)行掃描

P0 = 0xFF; //P0口初始化

ADDR3 = 1; //選擇數(shù)碼管

ENLED = 0; //LED總使能

EA = 1; //開總中斷

ConfigTimer0(1); //配置T0定時(shí)1ms

while(1)

{

if (flag1s)

{ //每秒執(zhí)行一次

flag1s = 0;

TrafficLight();

}

void ConfigTimer0(unsigned int ms) //T0配置函數(shù)

{

unsigned long tmp;

tmp = 11059200 / 12; //定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率

tmp = (tmp * ms) / 1000; //計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值

tmp = 65536 - tmp; //計(jì)算定時(shí)器重載值

tmp = tmp + 17; //修正中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差

T0RH = (unsigned char)(tmp >> 8); //定時(shí)器重載值拆分為高低字節(jié)

T0RL = (unsigned char)tmp;

TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位

TMOD |= 0x01; //配置T0為模式1

TH0 = T0RH; //加載T0重載值

TL0 = T0RL;

ET0 = 1; //使能T0中斷

TR0 = 1; //啟動(dòng)T0

}

void TrafficLight()

{

static unsigned char color = 2; //交通燈顏色索引，0-綠色，1-黃色，2-紅色

static unsigned char timer = 0; //交通燈倒計(jì)時(shí)定時(shí)器

if (timer == 0) //倒計(jì)時(shí)到0時(shí)，切換交通燈

{

switch (color)

{ //左端兩個(gè)LED代表綠燈，中間兩個(gè)LED代表黃燈，右端兩個(gè)LED代表紅燈，

case 0: color=1; LedBuff[6]=0xE7; timer=2; break; //切換到黃色，亮3秒

case 1: color=2; LedBuff[6]=0xFC; timer=29; break; //切換到紅色，亮30秒

case 2: color=0; LedBuff[6]=0x3F; timer=39; break; //切換到綠色，亮40秒

default: break;

}

else //倒計(jì)時(shí)未到0時(shí)，遞減其計(jì)數(shù)值

{

timer--;

}

LedBuff[0] = LedChar[timer%10]; //倒計(jì)時(shí)數(shù)值個(gè)位顯示

LedBuff[1] = LedChar[timer/10]; //倒計(jì)時(shí)數(shù)值十位顯示

}

void LedScan() //LED顯示掃描函數(shù)

{

static unsigned char index = 0; //LED位選索引

P0 = 0xFF; //關(guān)閉所有段選位，顯示消隱

P1 = (P1 & 0xF8) | index; //位選索引值賦值到P1口低3位

P0 = LedBuff[index]; //相應(yīng)顯示緩沖區(qū)的值賦值到P0口

if (index < 6) //位選索引0-6循環(huán)，因有6個(gè)數(shù)碼管+一組獨(dú)立LED

index++;

else

index = 0;

}

void InterruptTimer0() interrupt 1 //T0中斷服務(wù)函數(shù)

{

static unsigned int tmr1s = 0; //1秒定時(shí)器

TH0 = T0RH; //定時(shí)器重新加載重載值

TL0 = T0RL;

LedScan(); //LED掃描顯示

tmr1s++; //1秒定時(shí)的處理

if (tmr1s >= 1000)

{

tmr1s = 0;

flag1s = 1;

}

10.4 長(zhǎng)短按鍵的應(yīng)用10.4.1 51單片機(jī)RAM區(qū)域劃分

前邊介紹單片機(jī)資源的時(shí)候，我們提到過(guò)我們的STC89C52RC共有512字節(jié)的RAM，就是用來(lái)保存數(shù)據(jù)的，如我們定義的變量都是直接存在RAM里邊。51單片機(jī)的這512字節(jié)的RAM數(shù)據(jù)是分塊的，因此我們?cè)谠L問(wèn)的時(shí)候，也要注意一些問(wèn)題。

51單片機(jī)的RAM分為兩個(gè)部分，一塊是片內(nèi)RAM，一塊是片外RAM。標(biāo)準(zhǔn)的51的片內(nèi)RAM地址從0x00H~0x7F共128個(gè)字節(jié)，而現(xiàn)在我們用的51系列的單片機(jī)都是帶擴(kuò)展片內(nèi)RAM的，RAM是從0x00~0xFF共256個(gè)字節(jié)。片外RAM最大可以擴(kuò)展到0x0000~0xFFFF共64K字節(jié)。這里有一點(diǎn)大家要明白，片內(nèi)RAM和片外RAM的地址不是連起來(lái)的，片內(nèi)是從0x00開始，片外也是從0x0000開始的。以下是幾個(gè)Keil C51語(yǔ)言中的關(guān)鍵字，代表了RAM不同區(qū)域的劃分，大家先記一下。

data：片內(nèi)RAM從0x00~0x7F

idata：片內(nèi)RAM從0x00~0xFF

pdata：片外RAM從0x0000~0x00FF

xdata：片外RAM從0x0000~0xFFFF

大家可以看出來(lái)，data是idata的一部分，pdata是xdata的一部分。為什么還這樣去區(qū)分呢？因?yàn)?/font>RAM分塊的訪問(wèn)方式主要和匯編語(yǔ)言有關(guān)，因此這塊內(nèi)容大家了解一下即可，只需要記住如何訪問(wèn)速度更快即可。

我們定義一個(gè)變量a，可以這樣：unsigned char data a=0，而我們前邊定義變量時(shí)都沒有加data這個(gè)關(guān)鍵字，是因?yàn)槲覀冊(cè)?/font>Keil默認(rèn)設(shè)置下，data是可以省略的，即什么都不加的時(shí)候變量就是定義到data區(qū)域中的。data區(qū)域RAM的訪問(wèn)在匯編語(yǔ)言中用的是直接尋址，訪問(wèn)運(yùn)行速度是最快的。如果你定義成idata，不僅僅可以訪問(wèn)data區(qū)域，還可以訪問(wèn)0x80H~0xFF的范圍，但加了idata關(guān)鍵字后，訪問(wèn)的時(shí)候是利用了51單片機(jī)的通用寄存器進(jìn)行間接尋址，速度較data速度慢一些，而且我們平時(shí)大多數(shù)情況下不太希望訪問(wèn)到0x80H~0xFF，因?yàn)檫@塊通常用于中斷和函數(shù)調(diào)用的堆棧，所以在絕大多數(shù)情況下，我們使用內(nèi)部RAM的時(shí)候，只用data就可以了。

對(duì)于外部RAM來(lái)說(shuō)，使用pdata定義的變量存到了外部RAM的0x00~0xFF的地址范圍里，這塊地址的訪問(wèn)和idata類似，都是用8位的通用寄存器進(jìn)行間接尋址，而如果你定義成xdata，可以訪問(wèn)的范圍更廣泛，從0到64k的地址都可以訪問(wèn)到，但是它需要使用2個(gè)8位的寄存器DPTRH和DPTRL來(lái)進(jìn)行間接尋址，速度是最慢的。

我們的STC89C52RC共有512字節(jié)的RAM，256字節(jié)的片內(nèi)RAM和256字節(jié)的片外RAM。一般情況下，我們是使用data區(qū)域，data不夠用了，我們就用xdata，如果希望程序執(zhí)行效率點(diǎn)，可以使用pdata關(guān)鍵字來(lái)定義。其他型號(hào)的，有更大的RAM的51系列單片機(jī)，如果要使用更大的RAM，就必須得用xdata來(lái)訪問(wèn)了。

10.4.2 長(zhǎng)短按鍵

在我們的單片機(jī)系統(tǒng)中，如果我們按下一次按鍵加1，那我們第八章學(xué)到的技術(shù)就可以完成，但是我們想連續(xù)加很多數(shù)字的時(shí)候，要一次次按下這個(gè)按鍵確實(shí)不方便，我們希望我們按住按鍵的時(shí)候，數(shù)字會(huì)持續(xù)增加，這就是這節(jié)課的長(zhǎng)短按鍵實(shí)例。

當(dāng)按下一個(gè)按鍵持續(xù)時(shí)間低于1秒的時(shí)候，運(yùn)行一次按鍵動(dòng)作，當(dāng)按下按鍵持續(xù)時(shí)間超過(guò)1秒后，每經(jīng)過(guò)200ms則自動(dòng)再執(zhí)行一次按鍵動(dòng)作，形成一個(gè)長(zhǎng)按鍵效果。這個(gè)程序做的是一個(gè)定時(shí)炸彈的效果，打開開關(guān)后，數(shù)碼管顯示數(shù)字0，按下向上的按鍵數(shù)字加1，按下向下的按鍵數(shù)字減1，長(zhǎng)按向上按鍵1秒后，數(shù)字會(huì)持續(xù)增加，長(zhǎng)按向下按鍵1秒后，數(shù)字會(huì)持續(xù)減小。設(shè)定好數(shù)字后，按下回車按鍵，時(shí)間就會(huì)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到0的時(shí)候，用蜂鳴器和板子上的8個(gè)LED小燈做炸彈效果，蜂鳴器持續(xù)響，LED小燈全亮。

#include <reg52.h>

sbit BUZZ = P1^6; //蜂鳴器控制引腳

sbit KEY_IN_1 = P2^4; //矩陣按鍵的掃描輸入引腳1

sbit KEY_IN_2 = P2^5; //矩陣按鍵的掃描輸入引腳2

sbit KEY_IN_3 = P2^6; //矩陣按鍵的掃描輸入引腳3

sbit KEY_IN_4 = P2^7; //矩陣按鍵的掃描輸入引腳4

sbit KEY_OUT_1 = P2^3; //矩陣按鍵的掃描輸出引腳1

sbit KEY_OUT_2 = P2^2; //矩陣按鍵的掃描輸出引腳2

sbit KEY_OUT_3 = P2^1; //矩陣按鍵的掃描輸出引腳3

sbit KEY_OUT_4 = P2^0; //矩陣按鍵的掃描輸出引腳4

sbit ADDR3 = P1^3; //LED選擇地址線3

sbit ENLED = P1^4; //LED總使能引腳

unsigned char code LedChar[] = { //數(shù)碼管顯示字符轉(zhuǎn)換表

0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8,

0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86, 0x8E

};

unsigned char LedBuff[7] = { //數(shù)碼管+獨(dú)立LED顯示緩沖區(qū)

0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF

};

unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩陣按鍵編號(hào)到PC標(biāo)準(zhǔn)鍵盤鍵碼的映射表

{ '1', '2', '3', 0x26 }, //數(shù)字鍵1、數(shù)字鍵2、數(shù)字鍵3、向上鍵

{ '4', '5', '6', 0x25 }, //數(shù)字鍵4、數(shù)字鍵5、數(shù)字鍵6、向左鍵

{ '7', '8', '9', 0x28 }, //數(shù)字鍵7、數(shù)字鍵8、數(shù)字鍵9、向下鍵

{ '0', 0x1B, 0x0D, 0x27 } //數(shù)字鍵0、ESC鍵、回車鍵、向右鍵

};

unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩陣按鍵的當(dāng)前狀態(tài)

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1}

};

unsigned long pdata KeyDownTime[4][4] = { //每個(gè)按鍵按下的持續(xù)時(shí)間，單位ms

{0, 0, 0, 0},

{0, 0, 0, 0}

};

bit enBuzz = 0; //蜂鳴器使能標(biāo)志

unsigned char T0RH = 0; //T0重載值的高字節(jié)

unsigned char T0RL = 0; //T0重載值的低字節(jié)

bit flag1s = 0; //1秒定時(shí)標(biāo)志

bit flagStart = 0; //倒計(jì)時(shí)啟動(dòng)標(biāo)志

unsigned int CountDown = 0; //倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器

void ConfigTimer0(unsigned int ms);

void DisplayNumber(unsigned int dat);

void KeyDrive();

void main(void)

{

P0 = 0xFF; //P0口初始化

ADDR3 = 1; //選擇數(shù)碼管

ENLED = 0; //LED總使能

EA = 1; //開總中斷

ConfigTimer0(1); //配置T0定時(shí)1ms

DisplayNumber(CountDown);

while(1)

{

KeyDrive();

if (flagStart && flag1s) //倒計(jì)時(shí)啟動(dòng)且1秒定時(shí)到達(dá)時(shí)，處理倒計(jì)時(shí)

{

flag1s = 0;

if (CountDown > 0) //倒計(jì)時(shí)未到0時(shí)，計(jì)數(shù)器遞減

{

CountDown--;

DisplayNumber(CountDown);

if (CountDown == 0) //減到0時(shí)，執(zhí)行聲光報(bào)警

{

enBuzz = 1; //啟動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲

LedBuff[6] = 0x00; //點(diǎn)亮獨(dú)立LED

}

void ConfigTimer0(unsigned int ms) //T0配置函數(shù)

{

unsigned long tmp;

tmp = 11059200 / 12; //定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率

tmp = (tmp * ms) / 1000; //計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值

tmp = 65536 - tmp; //計(jì)算定時(shí)器重載值

tmp = tmp + 31; //修正中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差

T0RH = (unsigned char)(tmp >> 8); //定時(shí)器重載值拆分為高低字節(jié)

T0RL = (unsigned char)tmp;

TMOD &= 0xF0; //清零T0的控制位

TMOD |= 0x01; //配置T0為模式1

TH0 = T0RH; //加載T0重載值

TL0 = T0RL;

ET0 = 1; //使能T0中斷

TR0 = 1; //啟動(dòng)T0

}

void DisplayNumber(unsigned int dat) //將一個(gè)無(wú)符號(hào)整型數(shù)轉(zhuǎn)到數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)以供顯示

{

signed char i;

unsigned char buf[6];

for (i=0; i<6; i++) //拆分為十進(jìn)制的位

{

buf[ i] = dat % 10;

dat /= 10;

}

for (i=5; i>=1; i--) //高位的0不予顯示

{

if (buf [ i] == 0)

LedBuff[ i] = 0xFF;

else

break;

}

for ( ; i>=0; i--) //有效數(shù)據(jù)位轉(zhuǎn)換為顯示字符

{

LedBuff[ i] = LedChar[buf[ i]];

}

void KeyAction(unsigned char keycode) //按鍵動(dòng)作函數(shù)，根據(jù)鍵碼執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作

{

if ((keycode>='0') && (keycode<='9')) //本程序中對(duì)0-9的數(shù)字按鍵不做響應(yīng)

{}

else if (keycode == 0x26) //向上鍵，倒計(jì)時(shí)設(shè)定值遞增

{

if (CountDown < 9999) //最大計(jì)時(shí)9999秒

{

CountDown++;

DisplayNumber(CountDown);

}

else if (keycode == 0x28) //向下鍵，倒計(jì)時(shí)設(shè)定值遞減

{

if (CountDown > 1) //最小計(jì)時(shí)1秒

{

CountDown--;

DisplayNumber(CountDown);

}

else if (keycode == 0x0D) //回車鍵，啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)

{

flagStart = 1; //啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)

}

else if (keycode == 0x1B) //Esc鍵，取消倒計(jì)時(shí)

{

enBuzz = 0; //關(guān)閉蜂鳴器

LedBuff[6] = 0xFF; //關(guān)閉獨(dú)立LED

flagStart = 0; //停止倒計(jì)時(shí)

CountDown = 0; //倒計(jì)時(shí)數(shù)歸零

DisplayNumber(CountDown);

}

void KeyDrive() //按鍵動(dòng)作驅(qū)動(dòng)函數(shù)

{

unsigned char i, j;

static unsigned char backup[4][4] = { //按鍵值備份，保存前一次的值

{1, 1, 1, 1},

{1, 1, 1, 1}

};

static unsigned long pdata TimeThr[4][4] = { //保持按下時(shí)啟動(dòng)快速輸入的時(shí)間閾值

{1000, 1000, 1000, 1000},

{1000, 1000, 1000, 1000}

};

for (i=0; i<4; i++) //循環(huán)掃描4*4的矩陣按鍵

{

for (j=0; j<4; j++)

{

if (backup[ i][j] != KeySta[ i][j]) //檢測(cè)按鍵動(dòng)作

{

if (backup[ i][j] != 0) //按鍵按下時(shí)執(zhí)行動(dòng)作

{

KeyAction(KeyCodeMap [ i][j]); //調(diào)用按鍵動(dòng)作函數(shù)

}

backup[ i][j] = KeySta[ i][j];

}

if (KeyDownTime[ i][j] > 0) //檢測(cè)執(zhí)行快速輸入

{

if (KeyDownTime[ i][j] >= TimeThr[ i][j]) //按下時(shí)間達(dá)到閾值時(shí)執(zhí)行一次動(dòng)作

{

KeyAction(KeyCodeMap[ i][j]); //調(diào)用按鍵動(dòng)作函數(shù)

TimeThr[ i][j] += 200; //間隔200ms執(zhí)行下一次動(dòng)作

}

else //按鍵彈起時(shí)復(fù)位閾值時(shí)間

{

TimeThr[ i][j] = 1000; //啟動(dòng)快速輸入的條件為持續(xù)按下超過(guò)1000ms

}

void LedScan() //LED顯示掃描函數(shù)

{

static unsigned char index = 0;

P0 = 0xFF; //關(guān)閉所有段選位，顯示消隱

P1 = (P1 & 0xF8) | index; //位選索引值賦值到P1口低3位

P0 = LedBuff[index]; //相應(yīng)顯示緩沖區(qū)的值賦值到P0口

if (index < 6) //位選索引0-6循環(huán)，因有6個(gè)數(shù)碼管+一組獨(dú)立LED

index++;

else

index = 0;

}

void KeyScan() //按鍵掃描函數(shù)

{

unsigned char i;

static unsigned char keyout = 0; //矩陣按鍵掃描輸出計(jì)數(shù)器

static unsigned char keybuf[4][4] = { //按鍵掃描緩沖區(qū)，保存一段時(shí)間內(nèi)的掃描值

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},

{0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}

};

//將一行的4個(gè)按鍵值移入緩沖區(qū)

keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;

keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;

keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;

keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;

//消抖后更新按鍵狀態(tài)

for (i=0; i<4; i++) //每行4個(gè)按鍵，所以循環(huán)4次

{

if ((keybuf[keyout][ i] & 0x0F) == 0x00)

{ //連續(xù)4次掃描值為0，即16ms(4*4ms)內(nèi)都只檢測(cè)到按下狀態(tài)時(shí)，可認(rèn)為按鍵已按下

KeySta[keyout][ i] = 0;

KeyDownTime[keyout][ i] += 4; //按下持續(xù)時(shí)間累加

}

else if ((keybuf[keyout] [ i] & 0x0F) == 0x0F)

{ //連續(xù)4次掃描值為1，即16ms(4*4ms)內(nèi)都只檢測(cè)到彈起狀態(tài)時(shí)，可認(rèn)為按鍵已彈起

KeySta[keyout][ i] = 1;

KeyDownTime[keyout][ i] = 0; //按下的持續(xù)時(shí)間清零

}

//執(zhí)行下一次的掃描輸出

keyout++;

keyout &= 0x03;

switch (keyout)

{

case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;

case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;

case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;

case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;

default: break;

}

void InterruptTimer0() interrupt 1 //T0中斷服務(wù)函數(shù)

{

static unsigned int tmr1s = 0; //1秒定時(shí)器

TH0 = T0RH; //定時(shí)器重新加載重載值

TL0 = T0RL;

if (enBuzz) //蜂鳴器發(fā)聲處理

BUZZ = ~BUZZ; //驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲

else

BUZZ = 1; //關(guān)閉蜂鳴器

KeyScan(); //按鍵掃描

LedScan(); //LED掃描顯示

if (flagStart) //倒計(jì)時(shí)啟動(dòng)時(shí)處理1秒定時(shí)

{

tmr1s++;

if (tmr1s >= 1000)

{

tmr1s = 0;

flag1s = 1;

}

else //倒計(jì)時(shí)為啟動(dòng)時(shí)1秒定時(shí)器始終歸零

{

tmr1s = 0;

}

長(zhǎng)按鍵功能實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)有兩個(gè)：第一，是在原來(lái)的矩陣按鍵掃描函數(shù)KeyScan內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到按鍵按下后，持續(xù)的對(duì)一個(gè)時(shí)間變量進(jìn)行累加，其目的是用這個(gè)時(shí)間變量來(lái)記錄按鍵按下的時(shí)間；第二，是在按鍵驅(qū)動(dòng)函數(shù)KeyDrive里，除了原來(lái)的檢測(cè)到按鍵按下這個(gè)動(dòng)作時(shí)執(zhí)行按鍵動(dòng)作函數(shù)KeyAction外，還監(jiān)測(cè)表示按鍵按下時(shí)間的變量，根據(jù)它的值來(lái)完成長(zhǎng)按時(shí)的連續(xù)快速按鍵動(dòng)作功能。

1.5 作業(yè)

1、將第一個(gè)例程進(jìn)行倒計(jì)時(shí)處理，從9999.99開始進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，并且只顯示有效位。

2、理解PWM的實(shí)質(zhì)，在點(diǎn)陣上實(shí)現(xiàn)不同亮度的小燈的花樣排列。

3、實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管計(jì)時(shí)和流水燈同時(shí)運(yùn)行的效果。

4、學(xué)會(huì)長(zhǎng)短按鍵的用法，獨(dú)立把本章程序全部寫出來(lái)。

作者: liuxin198405 時(shí)間: 2014-7-23 14:38
這個(gè)好像全是金沙灘那個(gè)宋老師的吧

作者: hzb123 時(shí)間: 2015-8-29 17:01
超級(jí)贊，非常有用

作者: qyhok 時(shí)間: 2016-2-29 16:02

看到PWM一開始有點(diǎn)暈，抄一遍，自己寫一遍以后，對(duì)定時(shí)器的運(yùn)用理解更深刻了

作者: keneng 時(shí)間: 2018-7-6 08:28
循序漸進(jìn)，繼續(xù)學(xué)習(xí)。

作者: mawuxi 時(shí)間: 2020-3-14 10:24
這一章內(nèi)容屬于編程技巧，還需慢慢來(lái)

歡迎光臨 (http://m.zg4o1577.cn/bbs/)

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