【115.1 按鍵控制數碼管的秒表。】  上圖115.1.1 數碼管  上圖115.1.2 獨立按鍵 本節通過一個秒表的小項目，讓大家學會以下4個知識點： （1） 上層的界面顯示框架幾乎都要用到更新變量，更新變量包括整屏更新和局部更新，本節只用到整屏更新。更新變量是用全局變量在函數之間傳遞信息。作用是，當有某個需要顯示的數據發生改變的時候，就要給更新變量置1，讓顯示函數重新更新一次顯示，確保最新的數據能及時顯示出來，平時沒有數據更新改變的時候不用頻繁更新顯示避免占用CPU過多的時間。 （2） 凡是需要顯示數字的地方，都必須涉及如何把一個數據按“個十百千萬...”的位逐個提取出來的算法。這個算法比較簡單，主要用“求余”和“求商”這兩個運算語句就可以隨心所欲的把數據位提取出來。除此之外，還要學會如何用if語句判斷數據的范圍，來把高位尚未用到的某個數碼管屏蔽，讓該位數碼管只顯示一個“不顯示”的數據（避免直接顯示一個0）。 （3） 我常把單片機程序簡化成4個代表：按鍵（人機輸入），數碼管（人機界面），跑馬燈（應用程序），串口（通信）。本節的“應用程序”不是跑馬燈，而是秒表。不管是跑馬燈，還是秒表，都要用到一個總啟動Gu8RunStart和一個總運行步驟Gu8RunStep。建議大家，總啟動Gu8RunStart和總運行步驟Gu8RunStep應該成雙成對的出現（這樣關斷響應更及時，并且結構更緊湊，漏洞更少），比如，凡是總啟動Gu8RunStart發生改變的時候，總運行步驟Gu8RunStep都復位歸零一下。 （4） 一個硬件的定時器中斷，可以衍生出N個軟件定時器，之前跟大家介紹的是“遞減式”的軟件定時器，而且實際應用中，“遞減式”的軟件定時器也是用得最多。本節因為項目的需要，需要用到的是“累加式”的軟件定時器。不管是哪種軟件定時器，大家都要注意定時器變量在定義時所用到的數據類型，這個數據類型決定了定時時間的長度，比如在51單片機中，unsigned int的范圍是0到65535，最大一次性定時65.535秒。而unsigned long的范圍是0到4294967295，最大一次性定時4294967.295秒。本節秒表的時間超過65.535秒，因此需要用到unsigned long類型的定時器變量。 本節秒表程序的功能：K1按鍵是復位按鍵，每按一次，秒表都停止并且重新歸零。K2按鍵是啟動和暫停按鍵，當秒表處于復位后停止的狀態時按一次則開始啟動，當秒表處于正在工作的狀態時按一次則處于暫停狀態，當秒表處于暫停的狀態時按一次則繼續處于工作的狀態。本節4位數碼管，顯示的時間是帶2位小數點的，能顯示的時間范圍是：0.00秒到99.99秒。代碼如下： \#include "REG52.H" \#define KEY\_FILTER\_TIME 25 \#define SCAN\_TIME 1 void T0\_time(); void SystemInitial(void) ; void Delay(unsigned long u32DelayTime) ; void PeripheralInitial(void) ; void KeyScan(void); void KeyTask(void); void DisplayScan(void); //底層顯示的驅動函數 void DisplayTask(void); //上層顯示的任務函數 void RunTask(void); //秒表的應用程序 sbit KEY\_INPUT1=P2^2; sbit KEY\_INPUT2=P2^1; sbit P1\_0=P1^0; sbit P1\_1=P1^1; sbit P1\_2=P1^2; sbit P1\_3=P1^3; //數碼管轉換表 code unsigned char Cu8DigTable\[\]= { 0x3f, //0 序號0 0x06, //1 序號1 0x5b, //2 序號2 0x4f, //3 序號3 0x66, //4 序號4 0x6d, //5 序號5 0x7d, //6 序號6 0x07, //7 序號7 0x7f, //8 序號8 0x6f, //9 序號9 0x00, //不顯示 序號10 }; //數碼管底層驅動掃描的軟件定時器 volatile unsigned char vGu8ScanTimerFlag=0; volatile unsigned int vGu16ScanTimerCnt=0; //秒表的軟件定時器，注意，這里是unsigned long類型，范圍是0到4294967295毫秒 volatile unsigned char vGu8StopWatchTimerFlag=0; volatile unsigned long vGu32StopWatchTimerCnt=0; //數碼管上層每10ms就定時刷新一次顯示的軟件定時器。用于及時更新顯示秒表當前的實時數值 volatile unsigned char vGu8UpdateTimerFlag=0; volatile unsigned int vGu16UpdateTimerCnt=0; unsigned char Gu8RunStart=0; //應用程序的總啟動 unsigned char Gu8RunStep=0; //應用程序的總運行步驟。建議跟vGu8RunStart成雙成對出現 unsigned char Gu8RunStatus=0; //當前秒表的狀態。0代表停止，1代表正在工作中，2代表暫停 unsigned char Gu8WdUpdate=1; //開機默認整屏更新一次顯示。此變量在顯示框架中是非常重要的變量 volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_4=10; //開機默認最高位數碼管顯示一個“不顯示”數據 volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_3=0; volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_2=0; volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_1=0; volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_Dot\_4=0; volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_Dot\_3=1; //開機默認保留顯示2個小數點 volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_Dot\_2=0; volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_Dot\_1=0; volatile unsigned char vGu8KeySec=0; void main() { SystemInitial(); Delay(10000); PeripheralInitial(); while(1) { KeyTask(); //按鍵的任務函數 DisplayTask(); //數碼管顯示的上層任務函數 RunTask(); //秒表的應用程序 } } void KeyTask(void) //按鍵的任務函數 { if(0==vGu8KeySec) { return; } switch(vGu8KeySec) { case 1: //復位按鍵 Gu8RunStatus=0; //秒表返回停止的狀態 Gu8RunStart=0; //秒表停止 Gu8RunStep=0; //總運行步驟歸零。建議跟vGu8RunStart成雙成對出現 vGu8StopWatchTimerFlag=0; vGu32StopWatchTimerCnt=0; //秒表的軟件定時器清零 Gu8WdUpdate=1; //整屏更新一次顯示 vGu8KeySec=0; break; case 2: //啟動與暫停的按鍵 if(0==Gu8RunStatus) //在停止狀態下 { Gu8RunStatus=1; //秒表處于工作狀態 vGu8StopWatchTimerFlag=0; vGu32StopWatchTimerCnt=0; vGu8StopWatchTimerFlag=1; //啟動秒表的軟件定時器 Gu8RunStart=1; //秒表總開關啟動 Gu8RunStep=0; //總運行步驟歸零。建議跟vGu8RunStart成雙成對出現 } else if(1==Gu8RunStatus) //在工作狀態下 { Gu8RunStatus=2; //秒表處于暫停狀態 } else //在暫停狀態下 { Gu8RunStatus=1; //秒表處于工作狀態 } Gu8WdUpdate=1; //整屏更新一次顯示，確保在暫停的時候能顯示到最新的數據 vGu8KeySec=0; break; } } void DisplayTask(void) //數碼管顯示的上層任務函數 { //需要借用的中間變量，用來拆分數據位 static unsigned char Su8Temp\_4,Su8Temp\_3,Su8Temp\_2,Su8Temp\_1; //需要借用的中間變量 /\* 注釋一： \* 此處為什么要多加4個中間過渡變量Su8Temp\_X？是因為vGu32StopWatchTimerCnt分解數據的時候 \* 需要進行除法和求余數的運算，就會用到好多條指令，就會耗掉一點時間，類似延時了一會。我們 \* 的定時器每隔一段時間都會產生中斷，然后在中斷里驅動數碼管顯示，當vGu32StopWatchTimerCnt \* 還沒完全分解出4位有效數據時，這個時候來的定時中斷，就有可能導致顯示的數據瞬間產生不完整, \* 影響顯示效果。因此，為了把需要顯示的數據過渡最快，所以采取了先分解，再過渡顯示的方法。 \*/ if(1==Gu8WdUpdate) //如果需要整屏更新 { Gu8WdUpdate=0; //及時清零，只更新一次顯示即可，避免一直進來更新顯示 //先分解數據 //Su8Temp\_4提取“十秒”位。 Su8Temp\_4=vGu32StopWatchTimerCnt/10000%10; //實際精度是0.001秒,但顯示精度是0.01秒 //Su8Temp\_3提取“個秒”位。 Su8Temp\_3=vGu32StopWatchTimerCnt/1000%10; //實際精度是0.001秒,但顯示精度是0.01秒 //Su8Temp\_2提取“百毫秒”位。 Su8Temp\_2=vGu32StopWatchTimerCnt/100%10; //實際精度是0.001秒,但顯示精度是0.01秒 //Su8Temp\_1提取“十毫秒”位。 Su8Temp\_1=vGu32StopWatchTimerCnt/10%10; //實際精度是0.001秒,但顯示精度是0.01秒 //判斷數據范圍，來決定最高位數碼管是否需要顯示。 if(vGu32StopWatchTimerCnt<10000) //10.000秒。實際4位數碼管最大只能顯示99.99秒 { Su8Temp\_4=10; //在數碼管轉換表里，10代表一個“不顯示”的數據 } //上面先分解數據之后，再過渡需要顯示的數據到底層驅動變量里，讓過渡的時間越短越好 vGu8Display\_Righ\_4=Su8Temp\_4; //過渡需要顯示的數據到底層驅動變量 vGu8Display\_Righ\_3=Su8Temp\_3; vGu8Display\_Righ\_2=Su8Temp\_2; vGu8Display\_Righ\_1=Su8Temp\_1; vGu8Display\_Righ\_Dot\_4=0; vGu8Display\_Righ\_Dot\_3=1; //保留顯示2位小數點 vGu8Display\_Righ\_Dot\_2=0; vGu8Display\_Righ\_Dot\_1=0; } } void RunTask(void) //秒表的應用程序 { if(0==Gu8RunStart) { return; // 如果秒表處于停止狀態，則直接退出當前函數，不執行該函數以下的其它代碼 } switch(Gu8RunStep) { case 0: //在這個步驟里，主要用來初始化一些參數 vGu8UpdateTimerFlag=0; vGu16UpdateTimerCnt=10; //每10ms更新顯示一次當前秒表的時間 vGu8UpdateTimerFlag=1; Gu8RunStep=1; //跳轉到每10ms更新顯示一次的步驟里 break; case 1: //每10ms更新一次顯示，確保實時顯示秒表當前的時間 if(0==vGu16UpdateTimerCnt) //每10ms更新顯示一次當前秒表的時間 { vGu8UpdateTimerFlag=0; vGu16UpdateTimerCnt=10; //重置定時器，為下一個10ms更新做準備 vGu8UpdateTimerFlag=1; Gu8WdUpdate=1; //整屏更新一次顯示當前秒表的時間 } break; } } void KeyScan(void) //按鍵底層的驅動掃描函數，放在定時中斷函數里 { static unsigned char Su8KeyLock1; static unsigned int Su16KeyCnt1; static unsigned char Su8KeyLock2; static unsigned int Su16KeyCnt2; if(0!=KEY\_INPUT1) { Su8KeyLock1=0; Su16KeyCnt1=0; } else if(0==Su8KeyLock1) { Su16KeyCnt1++; if(Su16KeyCnt1>=KEY\_FILTER\_TIME) { Su8KeyLock1=1; vGu8KeySec=1; } } if(0!=KEY\_INPUT2) { Su8KeyLock2=0; Su16KeyCnt2=0; } else if(0==Su8KeyLock2) { Su16KeyCnt2++; if(Su16KeyCnt2>=KEY\_FILTER\_TIME) { Su8KeyLock2=1; vGu8KeySec=2; } } } void DisplayScan(void) //數碼管底層的驅動掃描函數，放在定時中斷函數里 { static unsigned char Su8GetCode; static unsigned char Su8ScanStep=1; if(0==vGu16ScanTimerCnt) { P0=0x00; P1\_0=1; P1\_1=1; P1\_2=1; P1\_3=1; switch(Su8ScanStep) { case 1: Su8GetCode=Cu8DigTable\[vGu8Display\_Righ\_1\]; if(1==vGu8Display\_Righ\_Dot\_1) { Su8GetCode=Su8GetCode|0x80; } P0=Su8GetCode; P1\_0=0; P1\_1=1; P1\_2=1; P1\_3=1; break; case 2: Su8GetCode=Cu8DigTable\[vGu8Display\_Righ\_2\]; if(1==vGu8Display\_Righ\_Dot\_2) { Su8GetCode=Su8GetCode|0x80; } P0=Su8GetCode; P1\_0=1; P1\_1=0; P1\_2=1; P1\_3=1; break; case 3: Su8GetCode=Cu8DigTable\[vGu8Display\_Righ\_3\]; if(1==vGu8Display\_Righ\_Dot\_3) { Su8GetCode=Su8GetCode|0x80; } P0=Su8GetCode; P1\_0=1; P1\_1=1; P1\_2=0; P1\_3=1; break; case 4: Su8GetCode=Cu8DigTable\[vGu8Display\_Righ\_4\]; if(1==vGu8Display\_Righ\_Dot\_4) { Su8GetCode=Su8GetCode|0x80; } P0=Su8GetCode; P1\_0=1; P1\_1=1; P1\_2=1; P1\_3=0; break; } Su8ScanStep++; if(Su8ScanStep>4) { Su8ScanStep=1; } vGu8ScanTimerFlag=0; vGu16ScanTimerCnt=SCAN\_TIME; vGu8ScanTimerFlag=1; } } void T0\_time() interrupt 1 { KeyScan(); //按鍵底層的驅動掃描函數 DisplayScan(); //數碼管底層的驅動掃描函數 if(1==vGu8ScanTimerFlag&&vGu16ScanTimerCnt>0) { vGu16ScanTimerCnt--; //遞減式的軟件定時器 } //每10ms就定時更新一次顯示的軟件定時器 if(1==vGu8UpdateTimerFlag&&vGu16UpdateTimerCnt>0) { vGu16UpdateTimerCnt--; //遞減式的軟件定時器 } //秒表實際走的時間的軟件定時器，注意，這里是“累加式”的軟件定時器。 //當秒表處于工作的狀態1==Gu8RunStatus if(1==vGu8StopWatchTimerFlag&&1==Gu8RunStatus&&vGu32StopWatchTimerCnt<0xffffffff) { vGu32StopWatchTimerCnt++; //累加式的軟件定時器 } TH0=0xfc; TL0=0x66; } void SystemInitial(void) { P0=0x00; P1\_0=1; P1\_1=1; P1\_2=1; P1\_3=1; TMOD=0x01; TH0=0xfc; TL0=0x66; EA=1; ET0=1; TR0=1; } void Delay(unsigned long u32DelayTime) { for(;u32DelayTime>0;u32DelayTime--); } void PeripheralInitial(void) { }