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发布

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。


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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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