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標題: 單片機計時器程序 [打印本頁]

作者: zzz111il 時間: 2025-6-27 10:32
標題: 單片機計時器程序
#include <reg51.h>

/********************* 硬件定義 *********************/
#define SEG_PORT P0    // 數碼管段碼（共陽極，低電平點亮）
sbit DIG1 = P2^0;       // 位1（小時十位）
sbit DIG2 = P2^1;       // 位2（小時個位）
sbit DIG3 = P2^2;       // 位3（分鐘十位）
sbit DIG4 = P2^3;       // 位4（分鐘個位）

sbit KEY_SET = P3^2;    // 設置鍵（切換模式）
sbit KEY_ADD = P3^3;    // 加時鍵
sbit KEY_SUB = P3^4;    // 減時鍵

sbit BUZZER = P3^6;    // 蜂鳴器（低電平觸發）
#define LED_PORT P1    // 8位LED（低電平點亮）

/********************* 段碼表（共陽極，低電平點亮） *********************/
unsigned char code SEG_CODE[] = {
0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99,  // 0-4
0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90,  // 5-9
0x88, 0x83, 0xC6, 0xA1, 0x86,  // A-D
0x8E, 0xC1                // E-F（0xC1含小數點）
};

/********************* 狀態定義 *********************/
#define STATE_NORMAL 0  // 正常模式（顯示時間）
#define STATE_SET_HOUR 1  // 設置小時模式
#define STATE_SET_MIN  2  // 設置分鐘模式
#define STATE_COUNTDOWN 3 // 倒計時模式

/********************* 全局變量 *********************/
unsigned char hour = 0, min = 0; // 當前時間（設置值/倒計時值）
unsigned char clock_state = STATE_NORMAL; // 當前狀態
unsigned int timer_count = 0;    // 定時器計數（用于1秒觸發）
bit blink_flag = 0;             // 閃爍標志（設置模式下）
bit countdown_running = 0;       // 倒計時運行標志
bit timeout_flag = 0;             // 倒計時結束標志

/********************* 函數聲明 *********************/
void init_system(void);
void display(void);
void scan_keys(void);
void delay_ms(unsigned int ms);

/********************* 主函數 *********************/
void main(void) {
init_system();
while(1) {
      scan_keys(); // 按鍵掃描
      display();    // 數碼管顯示
      if (timeout_flag) {  // 倒計時結束：流水燈+蜂鳴器
         static unsigned char led_state = 0;
         LED_PORT = ~(1 << led_state);  // 流水燈（低電平點亮）
         led_state++;
         if (led_state >= 8) led_state = 0;

         BUZZER = ~BUZZER;  // 蜂鳴器翻轉（低電平觸發）
         delay_ms(100);    // 控制頻率
      }
}
}

/********************* 系統初始化 *********************/
void init_system(void) {
SEG_PORT = 0xFF;       // 段碼全滅
DIG1 = 1; DIG2 = 1; DIG3 = 1; DIG4 = 1; // 位選全滅（共陽極，高電平截止）
BUZZER = 1;             // 蜂鳴器初始高電平（關閉）
LED_PORT = 0xFF;       // LED初始高電平（關閉）

hour = 0; min = 0;
clock_state = STATE_NORMAL;
countdown_running = 0;
timeout_flag = 0;

// 定時器0初始化（50ms中斷，12MHz晶振）
TMOD = 0x01;
TH0 = 0x3C; // 初值：65536 - 50000 = 15536（0x3CB0）
TL0 = 0xB0;
ET0 = 1;    // 使能定時器中斷
EA = 1;    // 開總中斷
TR0 = 1;    // 啟動定時器
}

/********************* 定時器0中斷服務（1秒觸發邏輯） *********************/
void Timer0_ISR(void) interrupt 1 {
TH0 = 0x3C; // 重裝載初值
TL0 = 0xB0;
timer_count++;

if (timer_count >= 20) {  // 50ms×20=1秒
      timer_count = 0;
      blink_flag = ~blink_flag;  // 閃爍標志翻轉（設置模式下用）

      if (clock_state == STATE_COUNTDOWN && countdown_running) {
         if (hour > 0 || min > 0) {  // 倒計時未結束
            if (min == 0) {       // 分鐘為0，小時減1，分鐘置59
                  hour--;
                  min = 59;
            } else {             // 分鐘減1
                  min--;
            }
         } else {                   // 倒計時結束
            countdown_running = 0;
            timeout_flag = 1;
            hour = 0; min = 0;    // 顯示00:00
         }
      }
}
}

/********************* 數碼管動態掃描顯示 *********************/
void display(void) {
unsigned char seg_data;

// 消隱所有位（避免殘影）
DIG1 = 1; DIG2 = 1; DIG3 = 1; DIG4 = 1;
SEG_PORT = 0xFF;
delay_ms(1);

// 顯示小時十位
DIG1 = 0;
seg_data = SEG_CODE[hour / 10];
if (clock_state == STATE_SET_HOUR && blink_flag) {
      seg_data &= 0x7F;  // 設置模式下，小時位閃爍（小數點亮）
}
SEG_PORT = seg_data;
delay_ms(2);
DIG1 = 1;

// 顯示小時個位
DIG2 = 0;
seg_data = SEG_CODE[hour % 10];
if (clock_state == STATE_SET_HOUR && blink_flag) {
      seg_data &= 0x7F;
}
SEG_PORT = seg_data;
delay_ms(2);
DIG2 = 1;

// 顯示分鐘十位
DIG3 = 0;
seg_data = SEG_CODE[min / 10];
if (clock_state == STATE_SET_MIN && blink_flag) {
      seg_data &= 0x7F;  // 設置模式下，分鐘位閃爍（小數點亮）
}
SEG_PORT = seg_data;
delay_ms(2);
DIG3 = 1;

// 顯示分鐘個位
DIG4 = 0;
seg_data = SEG_CODE[min % 10];
if (clock_state == STATE_SET_MIN && blink_flag) {
      seg_data &= 0x7F;
}
SEG_PORT = seg_data;
delay_ms(2);
DIG4 = 1;
}

/********************* 按鍵掃描（消抖+功能處理） *********************/
void scan_keys(void) {
static unsigned char key_debounce = 0;  // 消抖計數器
static unsigned char key_set_step = 0;  // 設置模式切換步驟

if (key_debounce > 0) {
      key_debounce--;
      return;
}

// 處理設置鍵（切換模式）
if (KEY_SET == 0) {
      key_debounce = 10;  // 消抖
      key_set_step++;
      if (key_set_step == 1) {
         clock_state = STATE_SET_HOUR;  // 進入設置小時
      } else if (key_set_step == 2) {
         clock_state = STATE_SET_MIN; // 進入設置分鐘
      } else if (key_set_step >= 3) {
         key_set_step = 3;
         clock_state = STATE_COUNTDOWN; // 進入倒計時
         countdown_running = 1;       // 啟動倒計時
      }
}

// 處理加時鍵（設置模式下）
if (KEY_ADD == 0 && clock_state != STATE_NORMAL) {
      key_debounce = 10;
      if (clock_state == STATE_SET_HOUR) {
         hour++;
         if (hour >= 24) hour = 0;
      } else if (clock_state == STATE_SET_MIN) {
         min++;
         if (min >= 60) min = 0;
      }
}

// 處理減時鍵（設置模式下）
if (KEY_SUB == 0 && clock_state != STATE_NORMAL) {
      key_debounce = 10;
      if (clock_state == STATE_SET_HOUR) {
         if (hour == 0) hour = 23;
         else hour--;
      } else if (clock_state == STATE_SET_MIN) {
         if (min == 0) min = 59;
         else min--;
      }
}
}

/********************* 毫秒延時函數 *********************/
void delay_ms(unsigned int ms) {
unsigned int i, j;
for(i = 0; i < ms; i++)
      for(j = 0; j < 110; j++);  // 12MHz晶振下，約1ms延時
}

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