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51单片机
从业将近十年!手把手教你单片机程序框架(连载)
2020-01-12 17:08
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51单片机
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本帖最后由 吴坚鸿 于 2014-3-10 20:36 编辑
第一次听到阿莫的大名,是在聊天时听一个朋友提起的,他说阿莫好牛,有家公司出资100万要收购阿莫论坛,被阿莫直接拒绝了,也不知道这个事情是不是真的。后来在做项目中,遇到问题在网上查资料时,也经常能在阿莫论坛中找到答案,从此之后,在我心中的阿莫就跟周立功一样,都是我非常崇拜的牛人。
先自我介绍一下,我叫吴坚鸿,从事单片机开发行业将近十年,今天买了一个阿莫论坛的ID号,准备把我这些年做项目的程序框架分享给大家,我打算每个星期写一两节,直到我江郎才尽为止,初步估计不会低于100节内容,因为感觉我要整理和分享的技术资料实在是太多了。第一次在阿莫论坛发帖,希望各位版主和管理员多多包涵,如果发现我不对的地方请及时告诉我,我会马上改正,也可以直接帮我更改不对的地方。有不同见解的欢迎提出来交流,意见不同的请心平气和地交流,君子和而不同,不要太较真。
第一节:吴坚鸿谈初学单片机的误区。
第二节:delay()延时实现LED灯的闪烁。
第三节:累计主循环次数使LED灯闪烁。
第四节:累计定时中断次数使LED灯闪烁。
第五节:蜂鸣器的驱动程序。
第六节:在主函数中利用累计主循环次数来实现独立按键的检测。
第七节:在主函数中利用累计定时中断的次数来实现独立按键的检测。
第八节:在定时中断函数里执行独立按键的扫描程序。
第九节:独立按键的双击按键触发。
第十节:两个独立按键的组合按键触发。
第十一节:同一个按键短按与长按的区别触发。
第十二节:按住一个独立按键不松手的连续步进触发。
第十三节:按住一个独立按键不松手的加速匀速触发。
第十四节:矩阵键盘的单个触发。
第十五节:矩阵键盘单个触发的压缩代码编程。
第十六节:矩阵键盘的组合按键触发。
第十七节:两片联级74HC595驱动16个LED灯的基本驱动程序。
第十八节:把74HC595驱动程序翻译成类似单片机IO口直接驱动的方式。
第十九节:依次逐个点亮LED之后,再依次逐个熄灭LED的跑马灯程序。
第二十节:依次逐个亮灯并且每次只能亮一个灯的跑马灯程序。
第二十一节:多任务并行处理两路跑马灯。
第二十二节:独立按键控制跑马灯的方向。
第二十三节:独立按键控制跑马灯的速度。
第二十四节:独立按键控制跑马灯的启动和暂停。
第二十五节:用LED灯和按键来模拟工业自动化设备的运动控制。
第二十六节:在主函数while循环中驱动数码管的动态扫描程序。
第二十七节:在定时中断里动态扫描数码管的程序。
第二十八节:数码管通过切换窗口来设置参数。
第二十九节:数码管通过切换窗口来设置参数,并且不显示为0的高位。
第三十节:数码管通过闪烁来设置数据。
第三十一节:数码管通过一二级菜单来设置数据的综合程序。
第三十二节:数码管中的倒计时程序。
第三十三节:能设置速度档位的数码管倒计时程序。
友情提示:
此问题已得到解决,问题已经关闭,关闭后问题禁止继续编辑,回答。
100条回答
吴坚鸿
2020-01-13 21:16
第五节:蜂鸣器的驱动程序。
开场白:
上一节讲了利用累计定时中断次数实现LED灯闪烁,这个例子同时也第一次展示了我最完整的实战程序框架:用switch语句实现状态机,外加定时中断。这个框架看似简单,实际上就是那么简单。我做的所有开发项目都是基于这个简单框架,但是非常好用。上一节只有一个单任务的LED灯在闪烁,这节开始,我们多增加一个蜂鸣器报警的任务,要教会大家四个知识点:
第一点:蜂鸣器的驱动程序框架编写。
第二点:多任务处理的程序框架。
第三点:如何控制蜂鸣器声音的长叫和短叫。
第四点:如何知道1秒钟需要多少个定时中断,也就是如何按比例修正时间精度。
具体内容,请看源代码讲解。
(1)硬件平台:基于朱兆祺51单片机学习板。
(2)实现功能:同时跑两个任务,第一个任务让一个LED灯1秒钟闪烁一次。第二个任务让蜂鸣器在前面3秒发生一次短叫报警,在后面6秒发生一次长叫报警,反复循环。
(3)源代码讲解如下:
#include "REG52.H"
/* 注释一:
* 如何知道1秒钟需要多少个定时中断?
* 这个需要编写一段小程序测试,得到测试的结果后再按比例修正。
* 步骤:
* 第一步:在程序代码上先写入1秒钟大概需要200个定时中断。
* 第二步:基于以上1秒钟的基准,编写一个60秒的简单测试程序(如果编写超过
* 60秒的时间,这个精度还会更高)。比如,编写一个用蜂鸣器的声音来识别计时的
* 起始和终止的测试程序。
* 第三步:把程序烧录进单片机后,上电开始测试,手上同步打开手机里的秒表。
* 如果单片机仅仅跑了27秒。
* 第四步:那么最终得出1秒钟需要的定时中断次数是:const_time_1s=(200*60)/27=444
*/
#define const_time_05s 222 //0.5秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_1s 444 //1秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_3s 1332 //3秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_6s 2664 //6秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_voice_long 200 //蜂鸣器长叫的持续时间
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void led_flicker();
void alarm_run();
void T0_time(); //定时中断函数
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit led_dr=P3^5; //LED灯的驱动IO口
unsigned char ucLedStep=0; //LED灯的步骤变量
unsigned int uiTimeLedCnt=0; //LED灯统计定时中断次数的延时计数器
unsigned char ucAlarmStep=0; //报警的步骤变量
unsigned int uiTimeAlarmCnt=0; //报警统计定时中断次数的延时计数器
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
led_flicker(); //第一个任务LED灯闪烁
alarm_run(); //第二个任务报警器定时报警
}
}
void led_flicker() //第三区 LED闪烁应用程序
{
switch(ucLedStep)
{
case 0:
if(uiTimeLedCnt>=const_time_05s) //时间到
{
uiTimeLedCnt=0; //时间计数器清零
led_dr=1; //让LED亮
ucLedStep=1; //切换到下一个步骤
}
break;
case 1:
if(uiTimeLedCnt>=const_time_05s) //时间到
{
uiTimeLedCnt=0; //时间计数器清零
led_dr=0; //让LED灭
ucLedStep=0; //返回到上一个步骤
}
break;
}
}
void alarm_run() //第三区 报警器的应用程序
{
switch(ucAlarmStep)
{
case 0:
if(uiTimeAlarmCnt>=const_time_3s) //时间到
{
uiTimeAlarmCnt=0; //时间计数器清零
/* 注释二:
* 只要变量uiVoiceCnt不为0,蜂鸣器就会在定时中断函数里启动鸣叫,并且自减uiVoiceCnt
* 直到uiVoiceCnt为0时才停止鸣叫。因此控制uiVoiceCnt变量的大小就是控制声音的长短。
*/
uiVoiceCnt=const_voice_short; //蜂鸣器短叫
ucAlarmStep=1; //切换到下一个步骤
}
break;
case 1:
if(uiTimeAlarmCnt>=const_time_6s) //时间到
{
uiTimeAlarmCnt=0; //时间计数器清零
uiVoiceCnt=const_voice_long; //蜂鸣器长叫
ucAlarmStep=0; //返回到上一个步骤
}
break;
}
}
void T0_time() interrupt 1
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
if(uiTimeLedCnt<0xffff) //设定这个条件,防止uiTimeLedCnt超范围。
{
uiTimeLedCnt++; //LED灯的时间计数器,累加定时中断的次数,
}
if(uiTimeAlarmCnt<0xffff) //设定这个条件,防止uiTimeAlarmCnt超范围。
{
uiTimeAlarmCnt++; //报警的时间计数器,累加定时中断的次数,
}
/* 注释三:
* 为什么不把驱动蜂鸣器这段代码放到main函数的循环里去?
* 因为放在定时中断里,能保证蜂鸣器的声音长度是一致的,
* 如果放在main循环里,声音的长度就有可能受到某些必须
* 一气呵成的任务干扰,得不到及时响应,影响声音长度的一致性。
*/
if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫
beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。
}
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
TR0=1; //开中断
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself() //第一区 初始化单片机
{
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器,输出高电平时不叫。
led_dr=0; //LED灭
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
总结陈词:
本节程序已经展示了一个多任务处理的基本思路,假如要实现一个独立按键检测,能不能也按照这种思路来处理呢?欲知详情,请听下回分解-----在主函数中利用累计主循环次数来实现独立按键的检测。
(未完待续,下节更精彩,不要走开哦)
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开场白:
上一节讲了利用累计定时中断次数实现LED灯闪烁,这个例子同时也第一次展示了我最完整的实战程序框架:用switch语句实现状态机,外加定时中断。这个框架看似简单,实际上就是那么简单。我做的所有开发项目都是基于这个简单框架,但是非常好用。上一节只有一个单任务的LED灯在闪烁,这节开始,我们多增加一个蜂鸣器报警的任务,要教会大家四个知识点:
第一点:蜂鸣器的驱动程序框架编写。
第二点:多任务处理的程序框架。
第三点:如何控制蜂鸣器声音的长叫和短叫。
第四点:如何知道1秒钟需要多少个定时中断,也就是如何按比例修正时间精度。
具体内容,请看源代码讲解。
(1)硬件平台:基于朱兆祺51单片机学习板。
(2)实现功能:同时跑两个任务,第一个任务让一个LED灯1秒钟闪烁一次。第二个任务让蜂鸣器在前面3秒发生一次短叫报警,在后面6秒发生一次长叫报警,反复循环。
(3)源代码讲解如下:
#include "REG52.H"
/* 注释一:
* 如何知道1秒钟需要多少个定时中断?
* 这个需要编写一段小程序测试,得到测试的结果后再按比例修正。
* 步骤:
* 第一步:在程序代码上先写入1秒钟大概需要200个定时中断。
* 第二步:基于以上1秒钟的基准,编写一个60秒的简单测试程序(如果编写超过
* 60秒的时间,这个精度还会更高)。比如,编写一个用蜂鸣器的声音来识别计时的
* 起始和终止的测试程序。
* 第三步:把程序烧录进单片机后,上电开始测试,手上同步打开手机里的秒表。
* 如果单片机仅仅跑了27秒。
* 第四步:那么最终得出1秒钟需要的定时中断次数是:const_time_1s=(200*60)/27=444
*/
#define const_time_05s 222 //0.5秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_1s 444 //1秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_3s 1332 //3秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_time_6s 2664 //6秒钟的时间需要的定时中断次数
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_voice_long 200 //蜂鸣器长叫的持续时间
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void led_flicker();
void alarm_run();
void T0_time(); //定时中断函数
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit led_dr=P3^5; //LED灯的驱动IO口
unsigned char ucLedStep=0; //LED灯的步骤变量
unsigned int uiTimeLedCnt=0; //LED灯统计定时中断次数的延时计数器
unsigned char ucAlarmStep=0; //报警的步骤变量
unsigned int uiTimeAlarmCnt=0; //报警统计定时中断次数的延时计数器
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
led_flicker(); //第一个任务LED灯闪烁
alarm_run(); //第二个任务报警器定时报警
}
}
void led_flicker() //第三区 LED闪烁应用程序
{
switch(ucLedStep)
{
case 0:
if(uiTimeLedCnt>=const_time_05s) //时间到
{
uiTimeLedCnt=0; //时间计数器清零
led_dr=1; //让LED亮
ucLedStep=1; //切换到下一个步骤
}
break;
case 1:
if(uiTimeLedCnt>=const_time_05s) //时间到
{
uiTimeLedCnt=0; //时间计数器清零
led_dr=0; //让LED灭
ucLedStep=0; //返回到上一个步骤
}
break;
}
}
void alarm_run() //第三区 报警器的应用程序
{
switch(ucAlarmStep)
{
case 0:
if(uiTimeAlarmCnt>=const_time_3s) //时间到
{
uiTimeAlarmCnt=0; //时间计数器清零
/* 注释二:
* 只要变量uiVoiceCnt不为0,蜂鸣器就会在定时中断函数里启动鸣叫,并且自减uiVoiceCnt
* 直到uiVoiceCnt为0时才停止鸣叫。因此控制uiVoiceCnt变量的大小就是控制声音的长短。
*/
uiVoiceCnt=const_voice_short; //蜂鸣器短叫
ucAlarmStep=1; //切换到下一个步骤
}
break;
case 1:
if(uiTimeAlarmCnt>=const_time_6s) //时间到
{
uiTimeAlarmCnt=0; //时间计数器清零
uiVoiceCnt=const_voice_long; //蜂鸣器长叫
ucAlarmStep=0; //返回到上一个步骤
}
break;
}
}
void T0_time() interrupt 1
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
if(uiTimeLedCnt<0xffff) //设定这个条件,防止uiTimeLedCnt超范围。
{
uiTimeLedCnt++; //LED灯的时间计数器,累加定时中断的次数,
}
if(uiTimeAlarmCnt<0xffff) //设定这个条件,防止uiTimeAlarmCnt超范围。
{
uiTimeAlarmCnt++; //报警的时间计数器,累加定时中断的次数,
}
/* 注释三:
* 为什么不把驱动蜂鸣器这段代码放到main函数的循环里去?
* 因为放在定时中断里,能保证蜂鸣器的声音长度是一致的,
* 如果放在main循环里,声音的长度就有可能受到某些必须
* 一气呵成的任务干扰,得不到及时响应,影响声音长度的一致性。
*/
if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫
beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。
}
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
TR0=1; //开中断
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself() //第一区 初始化单片机
{
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器,输出高电平时不叫。
led_dr=0; //LED灭
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
总结陈词:
本节程序已经展示了一个多任务处理的基本思路,假如要实现一个独立按键检测,能不能也按照这种思路来处理呢?欲知详情,请听下回分解-----在主函数中利用累计主循环次数来实现独立按键的检测。
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