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51單片機(jī)按鍵數(shù)碼管顯示 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)+狀態(tài)機(jī) 源程序

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樓主
ID:750420 發(fā)表于 2021-11-17 11:00 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
前段時(shí)間看到了分層思想、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和狀態(tài)機(jī)的相關(guān)文章正好近期手上有一些小項(xiàng)目，于是就進(jìn)行了一些嘗試。相關(guān)的概念就不在細(xì)說了，很多嵌入式的公眾號(hào)文章都有介紹過，下面只敘述下我開發(fā)的經(jīng)歷幫助后來者少走彎路也是我個(gè)人的一個(gè)記錄。
我在看到講述相關(guān)思想的文章后在腦子里想著架構(gòu)出一個(gè)相對(duì)比較完善的系統(tǒng)。
分層思想不用多說根據(jù)相應(yīng)的軟硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層即可，其中的好處會(huì)在代碼復(fù)用時(shí)體現(xiàn)出來。
時(shí)間片輪轉(zhuǎn)思想在我個(gè)人實(shí)踐的過程中走了很多彎路，本人使用的硬件為清翔電子的最小系統(tǒng)板，在最開始進(jìn)行開發(fā)時(shí)使用定時(shí)器的方式對(duì)固定延時(shí)變量（REF20MS等）進(jìn)行相應(yīng)的環(huán)形累加（if（REF20MS==0）REF20MS=NUM20MS）(NUM20MS為宏定義的定時(shí)器計(jì)數(shù)記錄到對(duì)應(yīng)時(shí)間所需要的值)。然后當(dāng)相應(yīng)的變量計(jì)數(shù)完成后對(duì)相應(yīng)的標(biāo)志位進(jìn)行計(jì)數(shù)。
在我最初的構(gòu)想中，希望能夠完成一個(gè)多個(gè)需要相同的延時(shí)時(shí)間的任務(wù)對(duì)同一個(gè)標(biāo)記位的檢測即可完成延時(shí)的效果，但是在實(shí)際實(shí)現(xiàn)過程中遇到了很多問題。
1、如何判定任務(wù)1完成了20ms延時(shí)（僅作為舉例），判定相應(yīng)的延時(shí)時(shí)間的話需要對(duì)REF20MS的值進(jìn)行記錄當(dāng)該變量再一次到達(dá)記錄值時(shí)則說明完成20ms延時(shí)，這有一個(gè)問題就是定時(shí)器中斷的時(shí)間一定時(shí)比單片機(jī)主函數(shù)中運(yùn)行的時(shí)間要慢的于是當(dāng)該變量進(jìn)行記錄時(shí)定時(shí)器未能及時(shí)對(duì)延時(shí)記錄變量進(jìn)行增減從而導(dǎo)致沒有延時(shí)的現(xiàn)象，當(dāng)然這種問題可以通過再增加一個(gè)記錄次數(shù)的標(biāo)記位來解決但是還有更好的解決方式我下面會(huì)講。
2、如何多個(gè)任務(wù)同時(shí)標(biāo)記并使用同一個(gè)延時(shí)變量，這個(gè)問題使用變量記錄加標(biāo)記位的方式可以去解決但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜較為繁瑣。
在遇到上述問題后我改變了想法，使用一個(gè)u32位（u64更好但是51不支持u64）的變量（u32 TimeRef）作為統(tǒng)一的一個(gè)時(shí)間片（定時(shí)器125us中斷一次，足夠使用一周左右），對(duì)每個(gè)任務(wù)定義一個(gè)_DELAY變量（如按鍵：u32 KEY_DELAY） 在每次需要延時(shí)時(shí)KEY_DELAY=TimeRef+NUM_20MS；(NUM20MS為宏定義的定時(shí)器計(jì)數(shù)記錄到對(duì)應(yīng)時(shí)間所需要的值)，在使用狀態(tài)機(jī)的思想進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移即可。能夠較為簡單的時(shí)間一些任務(wù)輪轉(zhuǎn)的功能，整體代碼理解起來也比較簡單。整體單片機(jī)代碼如下:
  1. #include<reg52.h>
  2. #include<intrins.h>
  3. //嘗試分層思想與時(shí)間片輪轉(zhuǎn)

  5. #define u8  unsigned char
  6. #define u16 unsigned int
  7. #define u32 unsigned long int
  8. //按鍵引腳映射
  9. sbit         KEY1=P3^5;
  10. sbit         KEY2=P3^4;
  11. sbit         KEY3=P3^3;
  12. sbit         KEY4=P3^2;
  13. sbit         LED1=P1^0;
  14. u8                 KEY_DAT=0;//按鍵寄存器按鍵為1存儲(chǔ)當(dāng)前被按下的按鍵鍵值,0為無按鍵

  16. u8 SEG7[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

  18. //時(shí)間片為125us
  19. #define NUM_1MS                 8
  20. #define NUM_2MS                 16
  21. #define NUM_5MS                        40
  22. #define NUM_20MS                 160
  23. #define NUM_100MS         800
  24. #define NUM_200MS         1600
  25. #define NUM_500MS         4000
  26. #define NUM_1000MS         8000

  28. //時(shí)間片輪轉(zhuǎn)變量
  29. u32 TimeRef=0;




  34. //任務(wù)延時(shí)變量
  35. //按鍵任務(wù)
  36. u32 KEY_DELAY                                =0;
  37. u8  KEY_STATE                                =0;
  38. u8         KEY_DATx                                =0;
  39. //顯示任務(wù)
  40. u32 SEG_DELAY                =0;
  41. u8  SEG_STATE                =0;//0位標(biāo)記是否第一次進(jìn)入
  42. u8         SEG_NUM[4]        ={0,0,0,0};
  43. u8         SEG_I                          =0;

  45. /////////////////////////函數(shù)聲明/////////////////////////////////
  46. //讀按鍵鍵值
  47. u8 ReadKeyDat(void);
  48. //讀按鍵寄存器
  49. u8 ReadKeyReg(void);
  50. //中斷初始化函數(shù)
  51. void IsrInit(void);
  52. //數(shù)碼管顯示控制函數(shù)
  53. void SegDisplay(u16 num);

  55. void main(void)
  56. {
  57.         u16 num=0;
  58.         u8 key=0;
  59.         IsrInit();
  60.         while(1)
  61.         {               
  62.                 SegDisplay(num);
  63.                 key = ReadKeyDat();
  64.                 if(key==1)
  65.                         num++;
  66.                 if(key==2)
  67.                         num--;
  68. //                if(key==3)
  69. //                        LED1=0;
  70. //                if(key==4)
  71. //                        LED1=1 ;
  72.         }
  73.         
  74. }
  75. //數(shù)碼管顯示控制函數(shù)
  76. void SegDisplay(u16 num)
  77. {
  78.         u8 i=0;
  79.         if(SEG_STATE==0)//分割字符狀態(tài)
  80.         {
  81.                 SEG_I=0;
  82.                 for(i=0;i<4;i++)
  83.                 {
  84.                         SEG_NUM[SEG_I++]=num%10;
  85.                         num=num/10;
  86.                 }
  87.                 SEG_STATE=1;
  88.                
  89.         }
  90.                           
  91.         if(SEG_STATE==1)//顯示狀態(tài)
  92.         {
  93.                 P0=SEG7[SEG_NUM[4-SEG_I]];//[];
  94.                 P2=~(0x01<<(SEG_I-1));
  95.                 SEG_I--;
  96.                 SEG_DELAY=TimeRef+NUM_5MS;
  97.                 SEG_STATE=2;
  98.         }

  100.         if(SEG_STATE==2)//延時(shí)等待狀態(tài)
  101.         {
  102.                 if(TimeRef >= SEG_DELAY)
  103.                 {
  104.                         //判斷是否為最后一次延時(shí)
  105.                         if(SEG_I==0)
  106.                                 SEG_STATE=0;
  107.                         else
  108.                                 SEG_STATE=1;
  109.                 }
  110.         }
  111.         
  112. }



  116. //讀按鍵鍵值
  117. u8 ReadKeyDat(void)
  118. {
  119.         ReadKeyReg();
  120.         if(KEY_STATE == 0)//第一次讀取狀態(tài)
  121.         {
  122.                 if(KEY_DAT!=0)//讀取到按鍵
  123.                 {
  124.                         KEY_DATx=KEY_DAT;
  125.                         KEY_DELAY=TimeRef+NUM_100MS;
  126.                         KEY_STATE=1;
  127.                 }
  128.         }
  129.         
  130.         if(KEY_STATE == 1)//延時(shí)狀態(tài)
  131.         {
  132.                 if(TimeRef >= KEY_DELAY)
  133.                 {
  134.                         KEY_STATE=2;
  135.                 }
  136.         }
  137.         if(KEY_STATE == 2)//第二次讀取狀態(tài)
  138.         {
  139.                 if(KEY_DATx == KEY_DAT)//讀取到按鍵
  140.                 {
  141.                         KEY_STATE=0;
  142.                         return KEY_DATx;
  143.                 }
  144.                 KEY_STATE=0;
  145.         }
  146.         return 0;
  147. }

  149. //讀按鍵寄存器
  150. u8 ReadKeyReg(void)
  151. {
  152.         if(KEY1==0)
  153.         {
  154.                 KEY_DAT=1;
  155.                 return 1;
  156.         }
  157.         if(KEY2==0)
  158.         {
  159.                 KEY_DAT=2;
  160.                 return 1;
  161.         }
  162.         if(KEY3==0)
  163.         {
  164.                 KEY_DAT=3;
  165.                 return 1;
  166.         }
  167.         if(KEY4==0)
  168.         {
  169.                 KEY_DAT=4;
  170.                 return 1;
  171.         }
  172.         KEY_DAT=0;
  173.         return 0;
  174. }

  176. //中斷初始化函數(shù)
  177. void IsrInit(void)
  178. {
  179.         EA=1;
  180.         
  181.         //使能定時(shí)器中斷并開啟定時(shí)器
  182. //        ET0=1;
  183. //        TR0=1;
  184.         //ET1=1;
  185.         //使能兩個(gè)外部中斷并將其設(shè)定為跳沿觸發(fā)
  186. //        EX0=1;
  187. //        IT0=1;
  188. //        EX1=1;
  189. //        IT1=1;
  190.         //定時(shí)器0，方式2，計(jì)數(shù)器
  191.         TMOD|=0x02;
  192.         TH0=0x8d;//125us 中斷一次
  193.         TL0=0x8d;
  194.         ET0=1;
  195.         TR0=1;
  196. //        //使用定時(shí)器1，方式2，計(jì)數(shù)器
  197. //        TMOD|=0x20;
  198. //        TH1=0x8d;//125us 中斷一次
  199. //        TL1=0x8d;
  200. }
  201. //定時(shí)器0，提供基礎(chǔ)時(shí)鐘125us中斷1次
  202. //////////////////////////統(tǒng)一時(shí)間完成標(biāo)志位可能沒有意義//////////////////////////////////////
  203. int Tim0Isr() interrupt 1 using 1
  204. {
  205.         TimeRef++;        
  206. //        P0=SEG7[TimeRef/100%10];//[];
  207. //        P2=0xfe;
  208. }
復(fù)制代碼
Keil代碼下載: 1、按鍵檢測控制數(shù)碼管顯示.7z (16.25 KB, 下載次數(shù): 119)

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ID:262 發(fā)表于 2021-11-18 06:01 | 只看該作者
好資料，51黑有你更精彩!!!
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板凳
ID:70035 發(fā)表于 2021-11-23 11:06 | 只看該作者
結(jié)構(gòu)清晰！贊！
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地板
ID:189875 發(fā)表于 2022-4-9 16:58 | 只看該作者
學(xué)習(xí)受教了，很有用
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5#
ID:914666 發(fā)表于 2022-8-3 15:19 | 只看該作者
51黑有你更精彩，學(xué)習(xí)使人進(jìn)步
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6#
ID:983641 發(fā)表于 2022-9-8 12:12 | 只看該作者
正對(duì)這方面感興趣。
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7#
ID:88154 發(fā)表于 2022-10-13 10:42 | 只看該作者
學(xué)習(xí)使人進(jìn)步
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8#
ID:34149 發(fā)表于 2022-10-16 15:18 | 只看該作者
動(dòng)態(tài)掃描，最近在學(xué)習(xí)595驅(qū)動(dòng)。謝謝分享
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9#
ID:933601 發(fā)表于 2022-10-17 06:40 | 只看該作者
時(shí)間片輪轉(zhuǎn)+狀態(tài)機(jī),精彩
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10#
ID:46750 發(fā)表于 2022-10-18 13:11 | 只看該作者
時(shí)間片輪轉(zhuǎn)+狀態(tài)機(jī),精彩
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