基于狀態機與時間片輪的51單片機電子鐘設計程序Proteus仿真

ID:750420 · 發表于 2022-9-25 09:11

## 一、概述
在對分層思想、時間片輪轉和狀態機思想進行[簡單應用](http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-214415-1.html)后，我想對其進行更進一步的應用——使用這三種思想對我本人在2020年的一個[51電子鐘項目](http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-215488-1.html)進行重構使其運行效率更高更好的利用單片機的各種資源。

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

## 二、主函數
主函數如下：
整個主函數的中心任務為功能選擇切換任務，負責切換顯示內容，控制ui變化等，其余任務函數除提醒任務外都是通過全局變量的形式給功能選擇切換任務提供資源或從該任務獲取內容。
```c
#include "sys.h"
#include "task.h"
//系統時鐘為12MHZ
void main()
{
      u8 key = 0;
      //各類初始化任務
      TimerInit();
      DS1302_Init();
      DS18B20_ConvertT();
      while(1)
      {
            LCD_Task();//顯示任務，按照給定的內容進行顯示
            SHOW_CTRl_Task();//功能選擇切換任務
            TEMP_Task();//溫度讀取任務
            ReadKey_Task();//按鍵讀取任務
            ALM_Task();//鬧鐘提醒任務
            TMR_Task();//倒計時提醒任務
      }
}
```
## 三、顯示任務
由于顯示任務涉及到了多個層級的函數，從最底層寫命令、寫數據，到中間層顯示和初始化等函數。再到最頂層控制多行的顯示。故使用了多級狀態機的形式來完成lcd任務的狀態機內容。由于C語言順序執行的特性。規定同一層級使用同一個狀態機，可以有效減少狀態機的數量同時也能保證系統的穩定運行。
### 頂層代碼如下
```c
void LCD_Task()
{       //顯示初始化狀態
      if(LCD_STATE == 0)
      {
            if(LCD_Init() == 1)
            {
                     LCD_STATE =1;
            }
      }
      //顯示第一行狀態  可能還需細分，視需求而定
      if(LCD_STATE == 1)
      {
            if(LCD_ShowString(1,Column1,LCD_SHOW_1) == 1)
            {
                     LCD_STATE =2;
            }
      }
      if(LCD_STATE == 2)
      {
            if(LCD_ShowString(2,Column2,LCD_SHOW_2) == 1)
            {
                     LCD_STATE =3;
            }
      }
      //顯示暫停狀態
      if(LCD_STATE == 3)
      {
      }
}
```
### 中間層代碼如下：
```c
u8 LCD_Init()
{
      if(LCD_STATE_1 == 0)
      {
            //八位數據接口，兩行顯示，5*7點陣
            if(LCD_WriteCommand(0x38) == 1)
            {
                     LCD_STATE_1 = 1;
            }
      }

      if(LCD_STATE_1 == 1)
      {
            //顯示開，光標關，閃爍關
            if(LCD_WriteCommand(0x0c) == 1)
            {
                     LCD_STATE_1 = 2;
            }
      }

      if(LCD_STATE_1 == 2)
      {
            //數據讀寫操作后，光標自動加一，畫面不動
            if(LCD_WriteCommand(0x06) == 1)
            {
                     LCD_STATE_1 = 3;
            }
      }

      if(LCD_STATE_1 == 3)
      {
            //光標復位，清屏
            if(LCD_WriteCommand(0x01) == 1)
            {
                     LCD_STATE_1 = 0;
                     return 1;
            }
      }
      return 0;
}
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置上顯示一個字符
  * @param  Line 行位置，范圍：1~2
  * @param  Column 列位置，范圍：1~16
  * @param  Char 要顯示的字符
  * @retval 0:顯示字符未完成
      *       1:顯示字符完成
  */
u8 LCD_ShowChar(u8 Line,u8 Column,char Char)
{
      if(LCD_STATE_1 == 0)
      {
            if(LCD_SetCursor(Line,Column) == 1)
                     LCD_STATE_1 = 1;
      }
      if(LCD_STATE_1 == 1)
      {
            if(LCD_WriteData(Char) == 1)
            {
                     LCD_STATE_1 = 0;
                     return 1;
            }
      }
      return 0;
}
```
### 底層代碼如下：
```c
/**
  * @brief  LCD1602寫命令
  * @param  Command 要寫入的命令
  * @retval 無
  */
u8 LCD_WriteCommand(u8 Command)
{
      if(LCD_STATE_0==0)
      {
            LCD_RS=0;
            LCD_RW=0;
            LCD_DataPort=Command;
            LCD_EN=1;
            LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
            LCD_STATE_0 = 1;
      }
      if(LCD_STATE_0 == 1)
      {
            if(TimeRef >= LCD_DELAY)
            {
                     LCD_EN=0;
                     LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
                     LCD_STATE_0 = 2;
            }
      }
      if(LCD_STATE_0 == 2)
      {
            if(TimeRef >= LCD_DELAY)
            {
                     LCD_STATE_0 = 0;
                     return 1;
            }
      }
      return 0;
}

/**
  * @brief  LCD1602寫數據
  * @param  Data 要寫入的數據
  * @retval 0:未寫入完成
      *       1:寫入完成
  */
u8 LCD_WriteData(u8 Data)
{
      if(LCD_STATE_0==0)
      {
            LCD_RS=1;
            LCD_RW=0;
            LCD_DataPort=Data;
            LCD_EN=1;
            LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
            LCD_STATE_0 = 1;
      }
      if(LCD_STATE_0 == 1)
      {
            if(TimeRef >= LCD_DELAY)
            {
                     LCD_EN=0;
                     LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
                     LCD_STATE_0 = 2;
            }
      }
      if(LCD_STATE_0 == 2)
      {
            if(TimeRef >= LCD_DELAY)
            {
                     LCD_STATE_0 = 0;
                     return 1;
            }
      }
      return 0;
}
```
## 四、溫度獲取任務
溫度獲取任務主要分為初始化獲取和循環獲取。初始化獲取用于立刻獲取溫度值防止出現剛開機時不顯示溫度的情況。循環獲取用于間隔一段時間獲取一次溫度，實現較為實時的溫度顯示。基本代碼如下
```c
//函數定義：
/**
  * @brief  溫度獲取任務
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void TEMP_Task()
{       //初始化狀態
      if(TEMP_STATE == 0)
      {
            if(DS18B20_ConvertT() == 1)
            {
                     TEMP_DELAY = TimeRef + NUM_1000MS;
                     TEMP_STATE = 1;
            }
      }
      //延時狀態
      if(TEMP_STATE == 1)
      {
            if(TimeRef >= TEMP_DELAY)
            {
                     TEMP_STATE=2;
            }
      }
      //轉換狀態
      if(TEMP_STATE == 2)
      {
            if(DS18B20_ConvertT() == 1)
            {
                     TEMP_STATE = 3;
            }
      }
      if(TEMP_STATE == 3)
      {
            Temp = DS18B20_ReadT();
            TEMP_DELAY = TimeRef + (u32)NUM_1000MS*1800;
            TEMP_STATE =1;
      }
}
```
該線程所需的驅動并未實現完全的狀態機化由于單總線所需的延時較為精準在嘗試了進行狀態機化后發現會出現讀取亂碼的情況，且部分函數所需的延時時間太短甚至需要關閉定時器中斷以對該延時進行保護，可對標操作系統的臨界區保護。
## 五、按鍵獲取任務
按鍵獲取任務基本架構、分層與[按鍵控制數碼管項目](http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-214415-1.html)類似，但由于本項目的功能較多且針對于項目的顯示內容使用了現態的方式進行控制，即按鍵任務無法得知完成顯示任務前的狀態（功能），故引入過去態和未來態，前者供需要在現態中進行狀態轉換的任務標記其源頭，后者用于在使用完相應的資源后跳轉到相應的任務上。故按鍵對于當前功能界面的判斷使用了過去態的方式，同時配合行號和列號完成相應功能。具體代碼如下：

```c
void ReadKey_Task()
{
      if(ReadKeyEN)
      {
            ReadKeyValue = ReadKeyDat();
            //記錄狀態機的次態、現態、下態，在根據次態確認按下按鍵執行的內容
            if(SHOW_CTRl_P_STATE == 4)//功能選擇頁面的按鍵選擇
            {
                     switch(ReadKeyValue)
                     {
                              case 0:;break;
                              case 1:{
                                    Key_F_STATE_C = 6;
                                    FSD_Line = 1;
                                    FSD_Colu = 1;
                              }break;
                              case 2:Key_F_STATE_C = 7;break;
                              case 3:Key_F_STATE_C = 8;break;
                              case 4:Key_F_STATE_C = 9;break;
                              case 5:SHOW_CTRl_N_STATE = Key_F_STATE_C ;break;
                     }
            }
            if(SHOW_CTRl_P_STATE == 6)//鬧鐘設置頁面的按鍵
            {
                     switch(ReadKeyValue)
                     {
                              case 0:;break;
                              case 1:{
                                    switch(ALM_STA)
                                    {
                                             case 0:{
                                                      FSD_Line==1?FSD_Line=1:FSD_Line--;
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                             }break;
                                             case 1:{
                                                      ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]--;
                                                      if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]<48)
                                                      {
                                                            ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=48;
                                                      }
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                             }break;
                                    }
                              }break;
                              case 2:{
                                    switch(ALM_STA)
                                    {
                                             case 0:{
                                                      FSD_Line==2?FSD_Line=2:FSD_Line++;
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                             }break;
                                             case 1:{
                                                      ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]++;
                                                      if((FSD_Colu-1)==0)
                                                      {
                                                            if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]>=50)
                                                            {
                                                                     ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=50;
                                                                     if(ALM_TIME[FSD_Line-1][1] >= 52)
                                                                              ALM_TIME[FSD_Line-1][1]=52;
                                                            }
                                                      }else if((FSD_Colu-1)==1)
                                                      {
                                                            if(ALM_TIME[FSD_Line-1][0]==50)
                                                            {
                                                                     if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]>52)
                                                                              ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=52;
                                                            }
                                                      }else if((FSD_Colu-1)==2)
                                                      {
                                                            if(ALM_TIME[FSD_Line-1][2]>=53)
                                                            {
                                                                     ALM_TIME[FSD_Line-1][2]=53;
                                                            }
                                                      }
                                                      if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]>=57)
                                                      {
                                                            ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=57;
                                                      }
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                             }break;
                                    }
                              }break;
                              case 3:{
                                    switch(ALM_STA)
                                    {
                                             case 0:{
                                             }break;
                                             case 1:{
                                                      FSD_Colu == 1?FSD_Colu=1:FSD_Colu--;
                                             }break;
                                    }
                              }break;
                              case 4:{
                                    switch(ALM_STA)
                                    {
                                             case 0:{
                                                      ALM_STA = 1;
                                             }break;
                                             case 1:{
                                                      FSD_Colu >= 5?FSD_Colu=5:FSD_Colu++;
                                             }break;
                                    }
                              }break;
                              case 5:{
                                    switch(ALM_STA)
                                    {
                                             case 0:{
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 2;
                                             }break;
                                             case 1:{
                                                      ALM_STA = 0;
                                             }break;
                                    }
                              }break;
                     }
            }
            if(SHOW_CTRl_P_STATE == 7)//倒計時頁面的按鍵
            {
                     switch(ReadKeyValue)
                     {
                              case 0:;break;//無按鍵按下

                              case 1:{//up
                                    switch(TMR_STA)
                                    {
                                             case 0:{//切換倒計時
                                                      FSD_Line==1?FSD_Line=1:FSD_Line--;
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                             }break;
                                             case 1:{//設置倒計時狀態
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 0:;break;
                                                            case 1:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=600)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=600;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=600;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 2:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=60)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=60;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=60;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 3:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=10)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=10;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=10;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 4:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=1)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=1;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=1;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 5:{
                                                                     TMR_S_S|=(0x01<<(FSD_Line-1));
                                                                     TMR_STA = 2;
                                                            }break;
                                                            case 6:;break;
                                                      }
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                             }break;
                                             case 2:{//倒計時中狀態
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 4:{//切換第幾個倒計時
                                                                     FSD_Line==1?FSD_Line=1:FSD_Line--;
                                                                     SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                            }break;
                                                            case 5:TMR_S_S|=(0x01<<(FSD_Line-1));break;
                                                            case 6:;break;
                                                      }
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                             }break;
                                    }
                              }break;

                              case 2:{//down
                                    switch(TMR_STA)
                                    {
                                             case 0:{//切換倒計時
                                                      FSD_Line==2?FSD_Line=2:FSD_Line++;
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                             }break;
                                             case 1:{//設置倒計時狀態
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 0:;break;
                                                            case 1:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5399)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=600;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=600;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 2:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5939)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=60 ;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=60;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 3:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5989)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=10 ;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=10;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 4:{
                                                                     if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5998)
                                                                     {
                                                                              TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=1 ;
                                                                              TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=1;
                                                                     }
                                                            }break;
                                                            case 5:TMR_S_S&=(!(0x01<<(FSD_Line-1)));break;
                                                            case 6:;break;
                                                      }
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                             }break;
                                             case 2:{//倒計時中狀態
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 4:{
                                                                     FSD_Line==2?FSD_Line=2:FSD_Line++;
                                                                     SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                            }break;
                                                            case 5:TMR_S_S&=(!(0x01<<(FSD_Line-1)));break;
                                                            case 6:;break;
                                                      }
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                             }break;
                                    }
                              }break;

                              case 3:{//left
                                    switch(TMR_STA)
                                    {
                                             case 0:{//切換倒計時
                                             }break;
                                             case 1:{//設置倒計時狀態
                                                      FSD_Colu == 1?FSD_Colu=1:FSD_Colu--;
                                             }break;
                                             case 2:{//倒計時中狀態
                                                      FSD_Colu == 5?FSD_Colu=5:FSD_Colu--;
                                             }break;
                                    }
                              }break;

                              case 4:{//right
                                    switch(TMR_STA)
                                    {
                                             case 0:{//切換倒計時
                                                      if(TMR_S_S &(0x01<<(FSD_Line-1)))//判斷該倒計時是否開啟中
                                                      {
                                                            TMR_STA = 2;//從切換倒計時狀態變為設置倒計時狀態
                                                            FSD_Colu =5;
                                                      }else
                                                      {
                                                            TMR_STA = 1;//從切換倒計時狀態變為設置倒計時狀態
                                                            FSD_Colu =1;
                                                      }
                                             }break;
                                             case 1:{//設置倒計時狀態
                                                      if(FSD_Colu >= 6)
                                                      {
                                                            FSD_Colu=6;
                                                            SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                      }else
                                                      {
                                                            FSD_Colu++;
                                                      }
                                             }break;
                                             case 2:{//倒計時中狀態
                                                      if(FSD_Colu >= 6)
                                                      {
                                                            FSD_Colu=6;
                                                            SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                      }else
                                                      {
                                                            FSD_Colu++;
                                                      }
                                             }break;
                                    }
                              }break;

                              case 5:{//confirm
                                    switch(TMR_STA)
                                    {
                                             case 0:{ //切換倒計時
                                                      SHOW_CTRl_P_STATE = 2;//切換為時間顯示態
                                                      SHOW_CTRl_N_STATE = 2;//切換為時間顯示態
                                             }break;
                                             case 1:{//設置倒計時狀態
                                                      TMR_STA = 0;//切換為切換狀態
                                             }break;
                                             case 2:{//倒計時中狀態
                                                      if(FSD_Colu == 6)
                                                      {
                                                            TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1] = TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1];
                                                      }else
                                                      {
                                                            TMR_STA = 0;//切換為切換狀態
                                                      }
                                             }break;
                                    }
                              }break;
                     }
            }
            if(SHOW_CTRl_P_STATE == 8)//秒表頁面的按鍵
            {
                     switch(ReadKeyValue)
                     {
                              case 0:;break;//無按鍵按下
                              case 1:{//上
                                    switch(STW_STA)
                                    {
                                             case 0:{//計時中
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 1:{
                                                                     STW_STA = 1;
                                                                     STW_SPT_NUM_i = 0;
                                                                     STW_SHOW_NUM_SPT[0] = STW_SHOW_NUM;
                                                                     SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                            }break;
                                                            case 2:{
                                                            }break;
                                                            case 3:{
                                                            }break;
                                                      }
                                             }break;
                                             case 1:{//計時暫停
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 1:{//不變
                                                            }break;
                                                            case 2:{//清除
                                                            }break;
                                                            case 3:{//翻看記錄

                                                                     if(STW_SPT_NUM_i>0)//限位
                                                                              STW_SPT_NUM_i--;
                                                                     STW_SHOW_NUM = STW_SHOW_NUM_SPT[STW_SPT_NUM_i];
                                                                     SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                            }break;
                                                      }
                                             }break;
                                    }
                              };break;
                              case 2:{//下
                                    switch(STW_STA)
                                    {
                                             case 0:{//計時中
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 1:{
                                                            }break;
                                                            case 2:{//記錄
                                                                     if(STW_SPT_NUM<STWSetNum-1)
                                                                     {
                                                                              STW_SPT_NUM++;
                                                                     }
                                                                     STW_SHOW_NUM_SPT[STW_SPT_NUM] = STW_SHOW_NUM;
                                                            }break;
                                                            case 3:{
                                                            }break;
                                                      }
                                             }break;
                                             case 1:{//計時暫停
                                                      switch(FSD_Colu)
                                                      {
                                                            case 1:{
                                                                     STW_STA = 0;
                                                                     SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                            }break;
                                                            case 2:{//清除
                                                                     STW_SHOW_NUM = 0;
                                                                     STW_SPT_NUM = 0;
                                                                     SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                                     //若后臺有倒計時會對其有一定影響
                                                                     TH1=0x3c;//50ms中斷一次
                                                                     TL1=0xAF;
                                                            }break;
                                                            case 3:{//翻看記錄
                                                                     STW_SPT_NUM_i++;
                                                                     if(STW_SPT_NUM_i>=STW_SPT_NUM)//限位
                                                                              STW_SPT_NUM_i=STW_SPT_NUM;
                                                                     STW_SHOW_NUM = STW_SHOW_NUM_SPT[STW_SPT_NUM_i];
                                                                     SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                            }break;
                                                      }
                                             }break;
                                    }
                              };break;
                              case 3:{//左
                                    if(FSD_Colu>0)
                                    {
                                             FSD_Colu--;
                                    }
                              };break;
                              case 4:{//右
                                    if(FSD_Colu<3)
                                    {
                                             FSD_Colu++;
                                    }
                              };break;
                              case 5:{//確認
                                    SHOW_CTRl_P_STATE = 2;//切換為時間顯示態
                                    SHOW_CTRl_N_STATE = 2;//切換為時間顯示態
                              };break;
                     }
            }
            if(SHOW_CTRl_P_STATE == 9)//24/12時頁面的按鍵
            {
                     switch(ReadKeyValue)
                     {
                              case 0:;break;
                              case 1:Tim_12_24_Set = 0;SHOW_CTRl_N_STATE=9;break;
                              case 2:Tim_12_24_Set = 1;SHOW_CTRl_N_STATE=9;break;
                              case 5:SHOW_CTRl_N_STATE = 2; ;break;
                     }
            }

      }
}
```
## 六、鬧鐘任務
鬧鐘任務鐘主要使用鬧鐘的有效值判斷鬧鐘是否開啟，若開啟則將設置的鬧鐘值與當前時間進行比較，當當前時間與設置的鬧鐘時間一致時則led燈亮。具體代碼如下：

```c
/**函數定義：
  * @brief  鬧鐘任務
  * @param  無
  * @retval 無
  */
void ALM_Task()
{
      if(ALM_TIME[0][4]%2)
      {
            if(DS1302_Time[3]==((ALM_TIME[0][0]-48)*10+ALM_TIME[0][1]-48) && DS1302_Time[4]==((ALM_TIME[0][2]-48)*10+ALM_TIME[0][3]-48))
            {
                     led=0;
                     return;
            }
      }

      if(ALM_TIME[1][4]%2)
      {
            if(DS1302_Time[3]==((ALM_TIME[1][0]-48)*10+ALM_TIME[1][1]-48) && DS1302_Time[4]==((ALM_TIME[1][2]-48)*10+ALM_TIME[1][3]-48))
            {
                     led=0;
                     return;
            }
      }
      led =1;
}
```
## 七、倒計時任務
倒計時任務與鬧鐘任務類似，也是比較后燈亮具體代碼如下

```c
/**函數定義：
  * @brief  倒計時任務
  * @param  無
  * @retval 無
  */
idata u8 TMR_P_TIME=0;
idata u8 TMR_FLAG =0;
void TMR_Task()
{
      if(TMR_FLAG == 1)
      {
            if(DS1302_Time[5]<TMR_P_TIME)
            {
                     led=0;
                     return;
            }
      }
      led =1;
      TMR_FLAG=0;
}
```
## 八、功能選擇任務
功能選擇任務為整個項目的核心。它控制著整個項目的狀態機變換方向，同時針對外部按鍵做出的狀態賦值。完成相應的顯示內容切換和狀態轉換。具體代碼如下：

```c
//根據頁面設計相應的狀態機，需要統一延時態返回到上一狀態
void SHOW_CTRl_Task()
{
      //初始化狀態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 0)
      {
            if(LCD_STATE == 3)
            {
                     SHOW_CTRl_DELAY = TimeRef + NUM_1000MS;
                     SHOW_CTRl_N_STATE = 1;//切換到延時態
                     SHOW_CTRl_F_STATE = 2;//延時態結束后切換到時間顯示態
            }
      }
      //延時態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 1)
      {
            if(TimeRef >= SHOW_CTRl_DELAY)
            {
                     SHOW_CTRl_N_STATE = SHOW_CTRl_F_STATE;
            }
      }
      //時間顯示態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 2)
      {
            LCD_ShowBase();
            SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
            SHOW_CTRl_F_STATE =2;
      }
      //等待顯示完成
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 3)
      {
            if(LCD_STATE == 3)
            {
                     SHOW_CTRl_N_STATE = SHOW_CTRl_F_STATE;
            }
      }
      //外部觸發動作，功能選擇態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 4)
      {
            //出現需要按下兩次功能選擇按鍵才能正常顯示的現象，疑似與lcd狀態機有關，需要進行修改
            strcpy(LCD_SHOW_1,"U:RLM L:STW    ");
            strcpy(LCD_SHOW_2,"D:TMR R:24/12 ");
            Column1 = 1;
            LCD_STATE = 1;
            Column2 = 1;
            //初始化該變量以防在多個功能使用時出現問題。
            FSD_Line=1;//功能設置顯示行
            FSD_Colu=1;//功能設置顯示列
            STW_SPT_NUM = 0;
            //狀態設置
            SHOW_CTRl_P_STATE = 4;
            SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
            SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
            ReadKeyEN = 1;
            Key_F_STATE_C = SHOW_CTRl_F_STATE;//初始化按鍵狀態防止狀態機被意外改變
      }
      //顯示暫停態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 5)
      {
            SHOW_CTRl_N_STATE = SHOW_CTRl_F_STATE;
      }
      //鬧鐘設置狀態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 6)
      {
            strcpy(LCD_SHOW_1,"    RLMSet    ");
            strcpy(LCD_SHOW_2,"A  00:00       ");
            LCD_SHOW_2[1] = FSD_Line +'0';
            LCD_SHOW_2[3] = ALM_TIME[FSD_Line-1][0];
            LCD_SHOW_2[4] = ALM_TIME[FSD_Line-1][1];
            LCD_SHOW_2[6] = ALM_TIME[FSD_Line-1][2];
            LCD_SHOW_2[7] = ALM_TIME[FSD_Line-1][3];

            if(ALM_TIME[FSD_Line-1][4]%2)
            {
                     LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                     LCD_SHOW_2[10] = 'N';
                     LCD_SHOW_2[11] = ' ';
            }else
            {
                     LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                     LCD_SHOW_2[10] = 'F';
                     LCD_SHOW_2[11] = 'F';
            }
            Column1 = 1;
            LCD_STATE = 1;
            Column2 = 1;
            SHOW_CTRl_P_STATE = 6;
            SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
            SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
      }
            //倒計時狀態(開啟關閉重置)
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 7)
      {
            strcpy(LCD_SHOW_1,"    TMRSet    ");
            strcpy(LCD_SHOW_2,"T :    R  ");
            //只負責顯示
            LCD_SHOW_2[1] = FSD_Line +'0';
            LCD_SHOW_2[3] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]/600 +'0';
            LCD_SHOW_2[4] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]/60%10+'0';
            LCD_SHOW_2[6] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]%60/10+'0';
            LCD_SHOW_2[7] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]%10+'0';
            //判斷倒計時是否開啟
            if(TMR_S_S &(0x01<<(FSD_Line-1)))//開啟
            {
                     LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                     LCD_SHOW_2[10] = 'N';
                     LCD_SHOW_2[11] = ' ';
                     if(TMR_S_S==0x01||TMR_S_S==0x02)//第一次開啟
                     {
                              TH1=0x3c;//50ms 中斷一次
                              TL1=0xAF;
                              TR1=1;
                     }
            }else
            {
                     LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                     LCD_SHOW_2[10] = 'F';
                     LCD_SHOW_2[11] = 'F';
                     if(TMR_S_S==0)//最后一次關閉
                     {
                              TR1=0;
                     }
            }
            //倒計時是否重置顯示內容
            if(FSD_Colu == 6)
            {
                     LCD_SHOW_2[15] = '?';
            }else
            {
                     LCD_SHOW_2[15] = ' ';
            }
            Column1 = 1;
            LCD_STATE = 1;
            Column2 = 1;
            SHOW_CTRl_P_STATE = 7;
            SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
            SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
      }
            //秒表設置狀態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 8)
      {
            strcpy(LCD_SHOW_1,"    STWSet    ");
            strcpy(LCD_SHOW_2," :  :  OFF RES");
            //只負責顯示
            LCD_SHOW_2[1] = STW_SHOW_NUM/6000+'0';
            LCD_SHOW_2[2] = STW_SHOW_NUM/600%10+'0';
            LCD_SHOW_2[4] = STW_SHOW_NUM/100%10+'0';
            LCD_SHOW_2[5] = STW_SHOW_NUM/10%10+'0';
            LCD_SHOW_2[7] = STW_SHOW_NUM%10+'0';
            if(STW_STA)
            {
                     LCD_SHOW_2[9] ='O';
                     LCD_SHOW_2[10]='F';
                     LCD_SHOW_2[11]='F';
                     LCD_SHOW_2[13]='R';
                     LCD_SHOW_2[14]='S';
                     LCD_SHOW_2[15]='T';
                     //在按下RST鍵時重新寫入定時器值
            }else
            {
                     LCD_SHOW_2[9] ='O';
                     LCD_SHOW_2[10]='N';
                     LCD_SHOW_2[11]=' ';

                     LCD_SHOW_2[13]='S';
                     LCD_SHOW_2[14]='P';
                     LCD_SHOW_2[15]='T';
                     TR1=1;
            }
            Column1 = 1;
            LCD_STATE = 1;
            Column2 = 1;

            SHOW_CTRl_P_STATE = 8;
            SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
            SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
      }
            //12/24設置狀態
      if(SHOW_CTRl_N_STATE == 9)
      {
            strcpy(LCD_SHOW_1," 24/12Set ");
            strcpy(LCD_SHOW_2,"             ");
            if(Tim_12_24_Set)
            {
                     LCD_SHOW_2[4] = '1';
                     LCD_SHOW_2[5] = '2';
                     LCD_SHOW_2[6] = 'H';
            }else
            {
                     LCD_SHOW_2[4] = '2';
                     LCD_SHOW_2[5] = '4';
                     LCD_SHOW_2[6] = 'H';
            }
            Column1 = 1;
            LCD_STATE = 1;
            Column2 = 1;

            SHOW_CTRl_P_STATE = 9;
            SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
            SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
      }
}
```
## 九、總結
本項目使用了分層、時間片輪、狀態機思想完成了51電子鐘的設計。其主要功能包含基本時間顯示、溫度顯示、倒計時、秒表、鬧鐘、24h/12h選擇，使用按鍵選擇和設置相應的功能。本項目的代碼對于狀態機思想進行了比較深入的運用希望各位能夠在其中有所收獲。同時也歡迎大家留言討論共同進步。

Keil代碼與Proteus8.8仿真下載:

仿真程序.7z (124.09 KB, 下載次數: 101)