【115.1 按键控制数码管的秒表。】  上图115.1.1 数码管  上图115.1.2 独立按键 本节通过一个秒表的小项目，让大家学会以下4个知识点： （1） 上层的界面显示框架几乎都要用到更新变量，更新变量包括整屏更新和局部更新，本节只用到整屏更新。更新变量是用全局变量在函数之间传递信息。作用是，当有某个需要显示的数据发生改变的时候，就要给更新变量置1，让显示函数重新更新一次显示，确保最新的数据能及时显示出来，平时没有数据更新改变的时候不用频繁更新显示避免占用CPU过多的时间。 （2） 凡是需要显示数字的地方，都必须涉及如何把一个数据按“个十百千万...”的位逐个提取出来的算法。这个算法比较简单，主要用“求余”和“求商”这两个运算语句就可以随心所欲的把数据位提取出来。除此之外，还要学会如何用if语句判断数据的范围，来把高位尚未用到的某个数码管屏蔽，让该位数码管只显示一个“不显示”的数据（避免直接显示一个0）。 （3） 我常把单片机程序简化成4个代表：按键（人机输入），数码管（人机界面），跑马灯（应用程序），串口（通信）。本节的“应用程序”不是跑马灯，而是秒表。不管是跑马灯，还是秒表，都要用到一个总启动Gu8RunStart和一个总运行步骤Gu8RunStep。建议大家，总启动Gu8RunStart和总运行步骤Gu8RunStep应该成双成对的出现（这样关断响应更及时，并且结构更紧凑，漏洞更少），比如，凡是总启动Gu8RunStart发生改变的时候，总运行步骤Gu8RunStep都复位归零一下。 （4） 一个硬件的定时器中断，可以衍生出N个软件定时器，之前跟大家介绍的是“递减式”的软件定时器，而且实际应用中，“递减式”的软件定时器也是用得最多。本节因为项目的需要，需要用到的是“累加式”的软件定时器。不管是哪种软件定时器，大家都要注意定时器变量在定义时所用到的数据类型，这个数据类型决定了定时时间的长度，比如在51单片机中，unsigned int的范围是0到65535，最大一次性定时65.535秒。而unsigned long的范围是0到4294967295，最大一次性定时4294967.295秒。本节秒表的时间超过65.535秒，因此需要用到unsigned long类型的定时器变量。 本节秒表程序的功能：K1按键是复位按键，每按一次，秒表都停止并且重新归零。K2按键是启动和暂停按键，当秒表处于复位后停止的状态时按一次则开始启动，当秒表处于正在工作的状态时按一次则处于暂停状态，当秒表处于暂停的状态时按一次则继续处于工作的状态。本节4位数码管，显示的时间是带2位小数点的，能显示的时间范围是：0.00秒到99.99秒。代码如下： \#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); //底层显示的驱动函数 void DisplayTask(void); //上层显示的任务函数 void RunTask(void); //秒表的应用程序 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; //数码管转换表 code unsigned char Cu8DigTable\[\]= { 0x3f, //0 序号0 0x06, //1 序号1 0x5b, //2 序号2 0x4f, //3 序号3 0x66, //4 序号4 0x6d, //5 序号5 0x7d, //6 序号6 0x07, //7 序号7 0x7f, //8 序号8 0x6f, //9 序号9 0x00, //不显示 序号10 }; //数码管底层驱动扫描的软件定时器 volatile unsigned char vGu8ScanTimerFlag=0; volatile unsigned int vGu16ScanTimerCnt=0; //秒表的软件定时器，注意，这里是unsigned long类型，范围是0到4294967295毫秒 volatile unsigned char vGu8StopWatchTimerFlag=0; volatile unsigned long vGu32StopWatchTimerCnt=0; //数码管上层每10ms就定时刷新一次显示的软件定时器。用于及时更新显示秒表当前的实时数值 volatile unsigned char vGu8UpdateTimerFlag=0; volatile unsigned int vGu16UpdateTimerCnt=0; unsigned char Gu8RunStart=0; //应用程序的总启动 unsigned char Gu8RunStep=0; //应用程序的总运行步骤。建议跟vGu8RunStart成双成对出现 unsigned char Gu8RunStatus=0; //当前秒表的状态。0代表停止，1代表正在工作中，2代表暂停 unsigned char Gu8WdUpdate=1; //开机默认整屏更新一次显示。此变量在显示框架中是非常重要的变量 volatile unsigned char vGu8Display\_Righ\_4=10; //开机默认最高位数码管显示一个“不显示”数据 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; //开机默认保留显示2个小数点 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(); //按键的任务函数 DisplayTask(); //数码管显示的上层任务函数 RunTask(); //秒表的应用程序 } } void KeyTask(void) //按键的任务函数 { if(0==vGu8KeySec) { return; } switch(vGu8KeySec) { case 1: //复位按键 Gu8RunStatus=0; //秒表返回停止的状态 Gu8RunStart=0; //秒表停止 Gu8RunStep=0; //总运行步骤归零。建议跟vGu8RunStart成双成对出现 vGu8StopWatchTimerFlag=0; vGu32StopWatchTimerCnt=0; //秒表的软件定时器清零 Gu8WdUpdate=1; //整屏更新一次显示 vGu8KeySec=0; break; case 2: //启动与暂停的按键 if(0==Gu8RunStatus) //在停止状态下 { Gu8RunStatus=1; //秒表处于工作状态 vGu8StopWatchTimerFlag=0; vGu32StopWatchTimerCnt=0; vGu8StopWatchTimerFlag=1; //启动秒表的软件定时器 Gu8RunStart=1; //秒表总开关启动 Gu8RunStep=0; //总运行步骤归零。建议跟vGu8RunStart成双成对出现 } else if(1==Gu8RunStatus) //在工作状态下 { Gu8RunStatus=2; //秒表处于暂停状态 } else //在暂停状态下 { Gu8RunStatus=1; //秒表处于工作状态 } Gu8WdUpdate=1; //整屏更新一次显示，确保在暂停的时候能显示到最新的数据 vGu8KeySec=0; break; } } void DisplayTask(void) //数码管显示的上层任务函数 { //需要借用的中间变量，用来拆分数据位 static unsigned char Su8Temp\_4,Su8Temp\_3,Su8Temp\_2,Su8Temp\_1; //需要借用的中间变量 /\* 注释一： \* 此处为什么要多加4个中间过渡变量Su8Temp\_X？是因为vGu32StopWatchTimerCnt分解数据的时候 \* 需要进行除法和求余数的运算，就会用到好多条指令，就会耗掉一点时间，类似延时了一会。我们 \* 的定时器每隔一段时间都会产生中断，然后在中断里驱动数码管显示，当vGu32StopWatchTimerCnt \* 还没完全分解出4位有效数据时，这个时候来的定时中断，就有可能导致显示的数据瞬间产生不完整, \* 影响显示效果。因此，为了把需要显示的数据过渡最快，所以采取了先分解，再过渡显示的方法。 \*/ if(1==Gu8WdUpdate) //如果需要整屏更新 { Gu8WdUpdate=0; //及时清零，只更新一次显示即可，避免一直进来更新显示 //先分解数据 //Su8Temp\_4提取“十秒”位。 Su8Temp\_4=vGu32StopWatchTimerCnt/10000%10; //实际精度是0.001秒,但显示精度是0.01秒 //Su8Temp\_3提取“个秒”位。 Su8Temp\_3=vGu32StopWatchTimerCnt/1000%10; //实际精度是0.001秒,但显示精度是0.01秒 //Su8Temp\_2提取“百毫秒”位。 Su8Temp\_2=vGu32StopWatchTimerCnt/100%10; //实际精度是0.001秒,但显示精度是0.01秒 //Su8Temp\_1提取“十毫秒”位。 Su8Temp\_1=vGu32StopWatchTimerCnt/10%10; //实际精度是0.001秒,但显示精度是0.01秒 //判断数据范围，来决定最高位数码管是否需要显示。 if(vGu32StopWatchTimerCnt<10000) //10.000秒。实际4位数码管最大只能显示99.99秒 { Su8Temp\_4=10; //在数码管转换表里，10代表一个“不显示”的数据 } //上面先分解数据之后，再过渡需要显示的数据到底层驱动变量里，让过渡的时间越短越好 vGu8Display\_Righ\_4=Su8Temp\_4; //过渡需要显示的数据到底层驱动变量 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; //保留显示2位小数点 vGu8Display\_Righ\_Dot\_2=0; vGu8Display\_Righ\_Dot\_1=0; } } void RunTask(void) //秒表的应用程序 { if(0==Gu8RunStart) { return; // 如果秒表处于停止状态，则直接退出当前函数，不执行该函数以下的其它代码 } switch(Gu8RunStep) { case 0: //在这个步骤里，主要用来初始化一些参数 vGu8UpdateTimerFlag=0; vGu16UpdateTimerCnt=10; //每10ms更新显示一次当前秒表的时间 vGu8UpdateTimerFlag=1; Gu8RunStep=1; //跳转到每10ms更新显示一次的步骤里 break; case 1: //每10ms更新一次显示，确保实时显示秒表当前的时间 if(0==vGu16UpdateTimerCnt) //每10ms更新显示一次当前秒表的时间 { vGu8UpdateTimerFlag=0; vGu16UpdateTimerCnt=10; //重置定时器，为下一个10ms更新做准备 vGu8UpdateTimerFlag=1; Gu8WdUpdate=1; //整屏更新一次显示当前秒表的时间 } break; } } void KeyScan(void) //按键底层的驱动扫描函数，放在定时中断函数里 { 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) //数码管底层的驱动扫描函数，放在定时中断函数里 { 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(); //按键底层的驱动扫描函数 DisplayScan(); //数码管底层的驱动扫描函数 if(1==vGu8ScanTimerFlag&&vGu16ScanTimerCnt>0) { vGu16ScanTimerCnt--; //递减式的软件定时器 } //每10ms就定时更新一次显示的软件定时器 if(1==vGu8UpdateTimerFlag&&vGu16UpdateTimerCnt>0) { vGu16UpdateTimerCnt--; //递减式的软件定时器 } //秒表实际走的时间的软件定时器，注意，这里是“累加式”的软件定时器。 //当秒表处于工作的状态1==Gu8RunStatus if(1==vGu8StopWatchTimerFlag&&1==Gu8RunStatus&&vGu32StopWatchTimerCnt<0xffffffff) { vGu32StopWatchTimerCnt++; //累加式的软件定时器 } 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) { }