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標(biāo)題: RTX51tiny復(fù)雜應(yīng)用---時(shí)鐘、溫度顯示、按鍵解析源程序 [打印本頁(yè)]

作者: pengyongnet 時(shí)間: 2020-2-2 19:23
標(biāo)題: RTX51tiny復(fù)雜應(yīng)用---時(shí)鐘、溫度顯示、按鍵解析源程序
一、設(shè)計(jì)需求

在清翔51單片機(jī)開(kāi)發(fā)板上，用帶RTOS的方式實(shí)現(xiàn)下面的功能：

1. 板上有8個(gè)段碼LED，左邊的4個(gè)做一個(gè)計(jì)時(shí)器，顯示“MSS.Z”，其中M為分鐘，SS為秒，Z為n×0.1秒；右側(cè)的4個(gè)，其中3個(gè)顯示從18B20采集的實(shí)時(shí)溫度，最后1個(gè)顯示鍵盤(pán)的按鍵值，按鍵延時(shí)顯示按鍵0.3秒（也就是松開(kāi)按鍵之后還繼續(xù)顯示0.3秒）；

2. 在板上的LCD1602上，構(gòu)建一個(gè)HH:MM:SS 時(shí)分秒的鐘表，同時(shí)將DS18B20的轉(zhuǎn)換結(jié)果也顯示在這里。

二、題目分析

面對(duì)一個(gè)復(fù)雜的題目，我們需要逐步實(shí)現(xiàn)需要的功能。先實(shí)現(xiàn)一個(gè)獨(dú)立的功能，然后再增加功能，慢慢就能達(dá)到完整的要求。在實(shí)現(xiàn)獨(dú)立功能的時(shí)候要考慮代碼的可綜合性，要盡量構(gòu)建易于被調(diào)用的函數(shù)，在后期將會(huì)大大方面我們的綜合優(yōu)化。

編寫(xiě)代碼的時(shí)候，盡量養(yǎng)成良好的習(xí)慣。對(duì)于一個(gè)龐大的工程，其必定可以分割為很多小模塊。本題中用到了數(shù)碼管、LCD1602、DS18B20、矩陣鍵盤(pán)這些外設(shè)，我們可以單獨(dú)構(gòu)建這些模塊的驅(qū)動(dòng)函數(shù)，后面再加以綜合。

在創(chuàng)建好RTOS工程之后，在工程文件夾下再創(chuàng)建一個(gè)hardware文件夾，然后在這個(gè)文件夾里為每個(gè)外設(shè)都創(chuàng)建一個(gè)文件夾，如下圖所示。

每一個(gè)外設(shè)都對(duì)應(yīng)一個(gè)C文件和H文件，這兩個(gè)文件放置在各自的文件夾中。這里還需要注意在keil中需要將這幾個(gè)文件夾添加到編譯路徑中，要不然軟件找不到H文件。在option中的incliude path處添加需要的路徑。

做完這些準(zhǔn)備工作后，我們就可以來(lái)分模塊來(lái)構(gòu)建我們的代碼了。

三、模塊分析

3.1 數(shù)碼管

3.1.1 數(shù)碼管顯示函數(shù)

在使用的51開(kāi)發(fā)板上，一共有8個(gè)數(shù)碼管。這里我們可以編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，讓其每一位可以單獨(dú)顯示任意數(shù)字。入口參數(shù)即為每一位要顯示的數(shù)字，后面需要用到顯示的地方，只需要傳入對(duì)應(yīng)的變量即可。比如構(gòu)造如下的函數(shù)：

void play_SMG(unsigned char led7,led6,led5,led4,led3,led2,led1,led0)；

在實(shí)際使用的時(shí)候,比如想讓數(shù)碼管顯示1234567，就只需這樣寫(xiě)：play_SMG(1,2,3,4,5,6,7)。一般我們都是要求數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的，這時(shí)我們把對(duì)應(yīng)的變量傳入相應(yīng)的位置即可。

函數(shù)內(nèi)部的詳細(xì)代碼比較簡(jiǎn)單參見(jiàn)附錄。

3.1.2 數(shù)碼管閃爍問(wèn)題

使用RTOS的時(shí)候，由于程序是輪循執(zhí)行的。假如在一個(gè)任務(wù)中讓數(shù)碼管顯示，就存在兩個(gè)問(wèn)題。

輪循時(shí)間間隔太短，數(shù)碼管來(lái)不及全部顯示。
任務(wù)數(shù)量太多，下一次顯示間隔太長(zhǎng)。
這里要搞清楚輪循的時(shí)間怎么計(jì)算。輪循時(shí)每個(gè)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間是固定的，這個(gè)時(shí)間具體可以通過(guò)INT_CLOCK和TIMESHARING相乘得到。默認(rèn)的INT_CLOCK = 10000，TIMESHARING = 5。也就是每個(gè)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間為50ms。

不光是數(shù)碼管，每個(gè)任務(wù)在執(zhí)行的時(shí)候都存在這個(gè)問(wèn)題。在調(diào)試數(shù)碼管的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)閃爍嚴(yán)重，就是上面兩個(gè)因素的影響。相比之下，后者影響更大。假如有4個(gè)任務(wù)，按照默認(rèn)的時(shí)間片設(shè)定，每次顯示之后就要等待至少150ms。這個(gè)間隔內(nèi)數(shù)碼管是不顯示的，就會(huì)看到數(shù)碼管間歇性亮，或者很晃眼。

這時(shí)候可以通過(guò)更改時(shí)間片來(lái)獲得比較好的顯示效果。

3.2 時(shí)鐘

3.2.1 產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)

我們可以通過(guò)讓數(shù)碼管顯示一個(gè)時(shí)鐘來(lái)驗(yàn)證我們的函數(shù)正確性，同時(shí)這也是題目要求的一部分。

對(duì)于時(shí)鐘的構(gòu)建，可以先設(shè)定一個(gè)最小的時(shí)間基準(zhǔn)，比如100ms，每個(gè)100ms對(duì)應(yīng)的變量自加一次。10個(gè)100ms之后即1s的時(shí)候，代表秒的變量自加一次。當(dāng)秒個(gè)位加到9的時(shí)候，十位加一，當(dāng)59秒的時(shí)候再過(guò)1秒，秒清零同時(shí)分的個(gè)位加一……，這個(gè)過(guò)程寫(xiě)起來(lái)比較繁瑣，需要細(xì)心不要搞錯(cuò)了。

這里的主要問(wèn)題是怎么產(chǎn)生100ms的時(shí)間間隔。我們可以在一個(gè)任務(wù)中產(chǎn)生我們的時(shí)鐘。100ms的間隔用延時(shí)函數(shù)來(lái)產(chǎn)生。

關(guān)于RTOS的延時(shí)，系統(tǒng)中給了os_wait2( )，這個(gè)函數(shù)有兩個(gè)輸入?yún)?shù)，詳細(xì)可以看幫助文檔。這里需要注意一個(gè)tick代表多長(zhǎng)時(shí)間，這個(gè)可以在Conf_tny.51文件中查看，通過(guò)INT_CLOCK的值來(lái)計(jì)算，默認(rèn)值為10000，如果使用12M的晶振，那么這里就是10ms，也就是說(shuō)如果我們寫(xiě)了os_wait2( K_TMO，1)，就是代表延時(shí)10ms。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這里最小的延時(shí)單位只能是10ms�？梢愿腎NT_CLOCK的值來(lái)減小延時(shí)單位長(zhǎng)度。這里我將INT_CLOCK的值改為了1000，那么一個(gè)延時(shí)單位就是1ms。需要注意，os_wait2( )中的參數(shù)類(lèi)型是unsigned char，意味著我們最大只能寫(xiě)255，如果需要更長(zhǎng)的延時(shí)，可以通過(guò)for循環(huán)來(lái)構(gòu)建。

3.2.2 時(shí)鐘顯示

定義用來(lái)表示時(shí)鐘的變量：uchar H1,H0,M1,M0,S1,S0,Z;

H、M、S分別為時(shí)分秒，Z為n×0.1秒。時(shí)鐘的產(chǎn)生比較簡(jiǎn)單，就是需要的邏輯性比較強(qiáng)，詳細(xì)的代碼參見(jiàn)附錄。

然后如下編寫(xiě)job0的代碼：

void job0 (void) _task_ 0

{

os_create_task (1);

while (1)

{

      play_SMG(M0,S1,S0,Z,0,0,0,0);

}

}
可以看到前四個(gè)數(shù)碼管顯示了計(jì)時(shí)器的值，后四個(gè)數(shù)碼管一直顯示0。這說(shuō)明我們的代碼是沒(méi)有問(wèn)題的。對(duì)于時(shí)鐘的產(chǎn)生，這里采用了比較直觀的方式去產(chǎn)生，易于理解，但是寫(xiě)起來(lái)需要注意代碼的邏輯性。我們也可以嘗試使用更簡(jiǎn)潔的方式去構(gòu)建。

通過(guò)這個(gè)過(guò)程我們也可以發(fā)現(xiàn)代碼的綜合其實(shí)并不難，就是一步一步添加功能的過(guò)程。

3.3 鍵盤(pán)顯示

3.3.1 矩陣鍵盤(pán)掃描

矩陣鍵盤(pán)掃描的函數(shù)有很多，它的原理網(wǎng)上也講的很多，不再贅述。

很多時(shí)候我們要做的并不是自己如何去寫(xiě)一個(gè)器件的驅(qū)動(dòng)程序，是如何把別人拿過(guò)來(lái)用�？炊畡e人的代碼，可以改善并融合到自己的程序中是最好的。

假如現(xiàn)在手頭有一個(gè)鍵盤(pán)掃描的代碼，當(dāng)檢測(cè)到某個(gè)按鍵按下的時(shí)候會(huì)返回一個(gè)值，不同的按鍵按下有不同的返回值。該怎么將其加入到我們的代碼中呢？

這里可以創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)用來(lái)進(jìn)行按鍵檢測(cè)，并創(chuàng)建一個(gè)變量key用來(lái)表示按鍵值。通過(guò)不同的按鍵返回值來(lái)給key進(jìn)行賦值。截取部分代碼如下：

void keys (void) _task_ 3

{

while (1)

{

      switch( KeyScan() )

      {

         //第一行鍵值碼

         case 0xee: key = 0;    break;

         case 0xde: key = 1;    break;

         case 0xbe: key = 2;    break;

         case 0x7e: key = 3;    break;

         ……

      }

}

}
在任務(wù)三中key的值將根據(jù)按鍵的值改變。接下來(lái)我們只需要將按鍵的值送給數(shù)碼管顯示即可。play_SMG(M0,S1,S0,Z,0,0,0,key)，將key放在數(shù)碼管顯示函數(shù)的最后一位。這樣我們又完成了一個(gè)功能的添加，也沒(méi)有改變程序原本運(yùn)行的狀態(tài)。

3.3.2 清除按鍵顯示

在題目中要求按鍵延時(shí)顯示按鍵0.3秒（也就是松開(kāi)按鍵之后還繼續(xù)顯示0.3秒）；也就是在手松開(kāi)0.3秒之后要清除顯示。

這里可以設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位flag，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候讓flag置1，并且延時(shí)300ms后將flag清0。這樣我們就可以通過(guò)flag的狀態(tài)判斷按鍵有沒(méi)有按下，并且flag是滯后于手松開(kāi)300ms刷新的。具體的代碼如下：

unsigned char KeyScan() //帶返回值的子函數(shù)

{

unsigned char i;

   unsigned char cord_l,cord_h;//聲明列線和行線的值的儲(chǔ)存變量

   P3 = 0x0f;//0000 1111

   if( (P3 & 0x0f) != 0x0f)//判斷是否有按鍵按下

   {

      os_wait2(K_TMO,5);//軟件消抖

         if( (P3 & 0x0f) != 0x0f)//判斷是否有按鍵按下

         {

                  cord_h = P3 & 0x0f;// 儲(chǔ)存行線值

                  P3 = cord_l | 0xf0;

                  cord_l = P3 & 0xf0;// 儲(chǔ)存列線值

         flag = 1;

         return (cord_l + cord_h);//返回鍵值碼

         }

   }

if(flag)

{

      for(i = 0; i < 3; i++)

      {

^^^^^
keil工程下載地址：

RTOS復(fù)雜應(yīng)用.zip (100.71 KB, 下載次數(shù): 114)

作者: aking991 時(shí)間: 2020-2-4 21:13
我也曾在幾個(gè)項(xiàng)目中用過(guò)，但沒(méi)有這么復(fù)雜，就是要搞清邏輯就可以了，把各個(gè)要執(zhí)行函數(shù)分配到任務(wù)中，注意任務(wù)時(shí)間的區(qū)別與錯(cuò)開(kāi)，這樣就不會(huì)沖突了

作者: wizarder 時(shí)間: 2020-4-1 13:35
18b20中仍就用到了delay等待，沒(méi)有用到 os_wait

作者: 嗨五妖 時(shí)間: 2021-5-23 00:06
我的IIC傳感器效率較低，同時(shí)還要處理通訊需求，不指導(dǎo)可不可以用。

作者: usaboy 時(shí)間: 2021-5-23 01:57
thank you sir!

作者: lxytwp 時(shí)間: 2021-5-29 22:55
18b20延時(shí)怎么保證數(shù)碼管不閃

作者: abcdefbcdef 時(shí)間: 2021-8-3 16:17
多任務(wù)讀寫(xiě)25芯片咋弄啊

作者: czhaii 時(shí)間: 2022-10-12 11:03
先下了看看，等一下試試能不能編譯

作者: jiaduobao 時(shí)間: 2024-10-20 12:12

wizarder 發(fā)表于 2020-4-1 13:35
18b20中仍就用到了delay等待，沒(méi)有用到 os_wait

因該可以直接用os_wait替換

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