第32節：數碼管中的倒計時程序

開場白：
上一節講了一二級菜單的綜合程序，這一節要教會大家三個知識點：
第一個：通過本程序，繼續加深理解按鍵與數碼管的關聯方法。
第二個：復習一下我在第五節教給大家的時間校正法。
第三個：繼續加深熟悉鴻哥首次提出的“一二級菜單顯示理論”：凡是人機界面顯示，不管是數碼管還是液晶屏，都可以把顯示的內容分成不同的窗口來顯示，每個顯示的窗口中又可以分成不同的局部顯示。其中窗口就是一級菜單，用ucWd變量表示。局部就是二級菜單，用ucPart來表示。不同的窗口，會有不同的更新顯示變量ucWdXUpdate來對應，表示整屏全部更新顯示。不同的局部，也會有不同的更新顯示變量ucWdXPartYUpdate來對應，表示局部更新顯示。


具體內容，請看源代碼講解。

（1）硬件平臺：基于朱兆祺51單片機學習板。啟動和暫停鍵對應S1鍵，復位鍵對應S5鍵。

（2）實現功能：按下啟動暫停按鍵時，倒計時開始工作，再按一次啟動暫停按鍵時，則暫停倒計時。在任何時候，按下復位按鍵，倒計時將暫停工作，并且恢復倒計時當前默認值99。

（3）源代碼講解如下：

#include "REG52.H"


#define const_voice_short40 //蜂鳴器短叫的持續時間
#define const_voice_long 200 //蜂鳴器長叫的持續時間

#define const_key_time120 //按鍵去抖動延時的時間
#define const_key_time220 //按鍵去抖動延時的時間


#define const_dpy_time_half200//數碼管閃爍時間的半值
#define const_dpy_time_all 400//數碼管閃爍時間的全值 一定要比const_dpy_time_half 大

/* 注釋一：
* 如何知道1秒鐘需要多少個定時中斷？
* 這個需要編寫一段小程序測試，得到測試的結果后再按比例修正。
* 步驟：
* 第一步：在程序代碼上先寫入1秒鐘大概需要200個定時中斷。
* 第二步：把程序燒錄進單片機后，上電開始測試，手上同步打開手機里的秒表。
* 如果單片機倒計時跑完了99秒，而手機上的秒表才走了45秒。
* 第三步：那么最終得出1秒鐘需要的定時中斷次數是:const_1s=(200*99)/45=440
*/


#define const_1s440 //大概一秒鐘所需要的定時中斷次數

void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);

//驅動數碼管的74HC595
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);
void display_drive(); //顯示數碼管字模的驅動函數
void display_service(); //顯示的窗口菜單服務程序

//驅動LED的74HC595
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);

void T0_time();//定時中斷函數
void key_service(); //按鍵服務的應用程序
void key_scan();//按鍵掃描函數 放在定時中斷里


sbit key_sr1=P0^0; //對應朱兆祺學習板的S1鍵
sbit key_sr2=P0^1; //對應朱兆祺學習板的S5鍵

sbit key_gnd_dr=P0^4; //模擬獨立按鍵的地GND，因此必須一直輸出低電平

sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅動IO口
sbit led_dr=P3^5;//作為中途暫停指示燈 亮的時候表示中途暫停


sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //數碼管的74HC595程序
sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;
sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;

sbit hc595_sh_dr=P2^3; //LED燈的74HC595程序
sbit hc595_st_dr=P2^4;
sbit hc595_ds_dr=P2^5;

unsigned char ucKeySec=0; //被觸發的按鍵編號

unsigned intuiKeyTimeCnt1=0; //按鍵去抖動延時計數器
unsigned char ucKeyLock1=0; //按鍵觸發后自鎖的變量標志

unsigned intuiKeyTimeCnt2=0; //按鍵去抖動延時計數器
unsigned char ucKeyLock2=0; //按鍵觸發后自鎖的變量標志


unsigned intuiVoiceCnt=0;//蜂鳴器鳴叫的持續時間計數器


unsigned char ucDigShow8;//第8位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow7;//第7位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow6;//第6位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow5;//第5位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow4;//第4位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow3;//第3位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow2;//第2位數碼管要顯示的內容
unsigned char ucDigShow1;//第1位數碼管要顯示的內容


unsigned char ucDigDot8;//數碼管8的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot7;//數碼管7的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot6;//數碼管6的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot5;//數碼管5的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot4;//數碼管4的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot3;//數碼管3的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot2;//數碼管2的小數點是否顯示的標志
unsigned char ucDigDot1;//數碼管1的小數點是否顯示的標志

unsigned char ucDigShowTemp=0; //臨時中間變量
unsigned char ucDisplayDriveStep=1;//動態掃描數碼管的步驟變量

unsigned char ucWd=1;//本程序的核心變量，窗口顯示變量。類似于一級菜單的變量。代表顯示不同的窗口。
unsigned char ucWd1Update=1; //窗口1更新顯示標志


unsigned char ucCountDown=99;//倒計時的當前值
unsigned char ucStartFlag=0;//暫停與啟動的標志位
unsigned intuiTimeCnt=0;//倒計時的時間計時器

unsigned char ucTemp1=0;//中間過渡變量
unsigned char ucTemp2=0;//中間過渡變量
unsigned char ucTemp3=0;//中間過渡變量
unsigned char ucTemp4=0;//中間過渡變量
unsigned char ucTemp5=0;//中間過渡變量
unsigned char ucTemp6=0;//中間過渡變量
unsigned char ucTemp7=0;//中間過渡變量
unsigned char ucTemp8=0;//中間過渡變量


//根據原理圖得出的共陰數碼管字模表
code unsigned char dig_table[]=
{
0x3f,//0 序號0
0x06,//1 序號1
0x5b,//2 序號2
0x4f,//3 序號3
0x66,//4 序號4
0x6d,//5 序號5
0x7d,//6 序號6
0x07,//7 序號7
0x7f,//8 序號8
0x6f,//9 序號9
0x00,//無 序號10
0x40,//- 序號11
0x73,//P 序號12
};

void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
key_service(); //按鍵服務的應用程序
display_service(); //顯示的窗口菜單服務程序
}

}


/* 注釋二：
*鴻哥首次提出的"一二級菜單顯示理論"：
*凡是人機界面顯示，不管是數碼管還是液晶屏，都可以把顯示的內容分成不同的窗口來顯示，
*每個顯示的窗口中又可以分成不同的局部顯示。其中窗口就是一級菜單，用ucWd變量表示。
*局部就是二級菜單，用ucPart來表示。不同的窗口，會有不同的更新顯示變量ucWdXUpdate來對應，
*表示整屏全部更新顯示。不同的局部，也會有不同的更新顯示變量ucWdXPartYUpdate來對應，表示局部更新顯示。
*/


void display_service() //顯示的窗口菜單服務程序
{



//由于本程序只有一個窗口，讀者在做實際項目的時候，可以省略switch(ucWd)
switch(ucWd)//本程序的核心變量，窗口顯示變量。類似于一級菜單的變量。代表顯示不同的窗口。
{
case 1: //顯示窗口1的數據
if(ucWd1Update==1)//窗口1要全部更新顯示
{
ucWd1Update=0;//及時清零標志，避免一直進來掃描

ucTemp8=10;//顯示空
ucTemp7=10;//顯示空
ucTemp6=10;//顯示空
ucTemp5=10;//顯示空
ucTemp4=10;//顯示空
ucTemp3=10;//顯示空

ucTemp2=ucCountDown/10;//倒計時的當前值
ucTemp1=ucCountDown%10;


ucDigShow8=ucTemp8;
ucDigShow7=ucTemp7;
ucDigShow6=ucTemp6;
ucDigShow5=ucTemp5;
ucDigShow4=ucTemp4;
ucDigShow3=ucTemp3;


if(ucCountDown<10)
{
ucDigShow2=10;
}
else
{
ucDigShow2=ucTemp2;
}
ucDigShow1=ucTemp1;



}
break;

}



}


void key_scan()//按鍵掃描函數 放在定時中斷里
{

if(key_sr1==1)//IO是高電平，說明按鍵沒有被按下，這時要及時清零一些標志位
{
ucKeyLock1=0; //按鍵自鎖標志清零
uiKeyTimeCnt1=0;//按鍵去抖動延時計數器清零，此行非常巧妙，是我實戰中摸索出來的。
}
else if(ucKeyLock1==0)//有按鍵按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt1++; //累加定時中斷次數
if(uiKeyTimeCnt1>const_key_time1)
{
uiKeyTimeCnt1=0;
ucKeyLock1=1;//自鎖按鍵置位,避免一直觸發
ucKeySec=1; //觸發1號鍵
}
}

if(key_sr2==1)//IO是高電平，說明按鍵沒有被按下，這時要及時清零一些標志位
{
ucKeyLock2=0; //按鍵自鎖標志清零
uiKeyTimeCnt2=0;//按鍵去抖動延時計數器清零，此行非常巧妙，是我實戰中摸索出來的。
}
else if(ucKeyLock2==0)//有按鍵按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt2++; //累加定時中斷次數
if(uiKeyTimeCnt2>const_key_time2)
{
uiKeyTimeCnt2=0;
ucKeyLock2=1;//自鎖按鍵置位,避免一直觸發
ucKeySec=2; //觸發2號鍵
}
}

}


void key_service() //按鍵服務的應用程序
{
switch(ucKeySec) //按鍵服務狀態切換
{
case 1:// 啟動和暫停按鍵 對應朱兆祺學習板的S1鍵


//由于本程序只有一個窗口，讀者在做實際項目的時候，可以省略switch(ucWd)
switch(ucWd)//在不同的窗口下，設置不同的參數
{
case 1:
if(ucStartFlag==0)//如果原來處于暫停的狀態，則啟動
{
ucStartFlag=1; //啟動
}
else //如果原來處于啟動的狀態，則暫停
{
ucStartFlag=0;//暫停
}
break;

}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按鍵聲音觸發，滴一聲就停。
ucKeySec=0;//響應按鍵服務處理程序后，按鍵編號清零，避免一致觸發
break;

case 2:// 復位按鍵 對應朱兆祺學習板的S5鍵

//由于本程序只有一個窗口，讀者在做實際項目的時候，可以省略switch(ucWd)
switch(ucWd)//在不同的窗口下，設置不同的參數
{
case 1:
ucStartFlag=0;//暫停
ucCountDown=99;//恢復倒計時的默認值99
uiTimeCnt=0;//倒計時的時間計時器清零
ucWd1Update=1; //窗口1更新顯示標志只要ucCountDown變化了，就要更新顯示一次
break;

}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按鍵聲音觸發，滴一聲就停。
ucKeySec=0;//響應按鍵服務處理程序后，按鍵編號清零，避免一致觸發
break;

}
}


void display_drive()
{
//以下程序，如果加一些數組和移位的元素，還可以壓縮容量。但是鴻哥追求的不是容量，而是清晰的講解思路
switch(ucDisplayDriveStep)
{
case 1://顯示第1位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];
if(ucDigDot1==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);
break;
case 2://顯示第2位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];
if(ucDigDot2==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);
break;
case 3://顯示第3位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];
if(ucDigDot3==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);
break;
case 4://顯示第4位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow4];
if(ucDigDot4==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xf7);
break;
case 5://顯示第5位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow5];
if(ucDigDot5==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xef);
break;
case 6://顯示第6位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow6];
if(ucDigDot6==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xdf);
break;
case 7://顯示第7位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow7];
if(ucDigDot7==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xbf);
break;
case 8://顯示第8位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow8];
if(ucDigDot8==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80;//顯示小數點
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0x7f);
break;
}

ucDisplayDriveStep++;
if(ucDisplayDriveStep>8)//掃描完8個數碼管后，重新從第一個開始掃描
{
ucDisplayDriveStep=1;
}



}


//數碼管的74HC595驅動函數
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01)
{
unsigned char i;
unsigned char ucTempData;
dig_hc595_sh_dr=0;
dig_hc595_st_dr=0;

ucTempData=ucDigStatusTemp16_09;//先送高8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;

dig_hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;
}

ucTempData=ucDigStatusTemp08_01;//再先送低8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)dig_hc595_ds_dr=1;
else dig_hc595_ds_dr=0;

dig_hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;
}

dig_hc595_st_dr=0;//ST引腳把兩個寄存器的數據更新輸出到74HC595的輸出引腳上并且鎖存起來
delay_short(1);
dig_hc595_st_dr=1;
delay_short(1);

dig_hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干擾就增強
dig_hc595_st_dr=0;
dig_hc595_ds_dr=0;

}


//LED燈的74HC595驅動函數
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01)
{
unsigned char i;
unsigned char ucTempData;
hc595_sh_dr=0;
hc595_st_dr=0;

ucTempData=ucLedStatusTemp16_09;//先送高8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;
else hc595_ds_dr=0;

hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short(1);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;
}

ucTempData=ucLedStatusTemp08_01;//再先送低8位
for(i=0;i<8;i++)
{
if(ucTempData>=0x80)hc595_ds_dr=1;
else hc595_ds_dr=0;

hc595_sh_dr=0; //SH引腳的上升沿把數據送入寄存器
delay_short(1);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);

ucTempData=ucTempData<<1;
}

hc595_st_dr=0;//ST引腳把兩個寄存器的數據更新輸出到74HC595的輸出引腳上并且鎖存起來
delay_short(1);
hc595_st_dr=1;
delay_short(1);

hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干擾就增強
hc595_st_dr=0;
hc595_ds_dr=0;

}


void T0_time() interrupt 1
{
TF0=0;//清除中斷標志
TR0=0; //關中斷

key_scan(); //按鍵掃描函數


if(ucStartFlag==1)//啟動倒計時的計時器
{
uiTimeCnt++;
if(uiTimeCnt>=const_1s) //1秒鐘的時間到
{
if(ucCountDown!=0) //加這個判斷，就是避免在0的情況下減1
{
ucCountDown--;//倒計時當前顯示值減1
}

if(ucCountDown==0)//倒計時結束
{
ucStartFlag=0;//暫停
uiVoiceCnt=const_voice_long; //蜂鳴器觸發提醒，滴一聲就停。
}

ucWd1Update=1; //窗口1更新顯示標志
uiTimeCnt=0; //計時器清零，準備從新開始計時
}
}



if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次進入定時中斷都自減1，直到等于零為止。才停止鳴叫
beep_dr=0;//蜂鳴器是PNP三極管控制，低電平就開始鳴叫。
// beep_dr=1;//蜂鳴器是PNP三極管控制，低電平就開始鳴叫。
}
else
{
; //此處多加一個空指令，想維持跟if括號語句的數量對稱，都是兩條指令。不加也可以。
beep_dr=1;//蜂鳴器是PNP三極管控制，高電平就停止鳴叫。
// beep_dr=0;//蜂鳴器是PNP三極管控制，高電平就停止鳴叫。
}

display_drive();//數碼管字模的驅動函數


TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1;//開中斷
}


void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;i {
; //一個分號相當于執行一條空語句
}
}


void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i {
for(j=0;j<500;j++)//內嵌循環的空指令數量
{
; //一個分號相當于執行一條空語句
}
}
}


void initial_myself()//第一區 初始化單片機
{

/* 注釋三：
* 矩陣鍵盤也可以做獨立按鍵，前提是把某一根公共輸出線輸出低電平，
* 模擬獨立按鍵的觸發地，本程序中，把key_gnd_dr輸出低電平。
* 朱兆祺51學習板的S1就是本程序中用到的一個獨立按鍵。
*/
key_gnd_dr=0; //模擬獨立按鍵的地GND，因此必須一直輸出低電平

led_dr=0;//關閉獨立LED燈
beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時不叫。

hc595_drive(0x00,0x00);//關閉所有經過另外兩個74HC595驅動的LED燈

TMOD=0x01;//設置定時器0為工作方式1

TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;

}

void initial_peripheral() //第二區 初始化外圍
{


ucDigDot8=0; //小數點全部不顯示
ucDigDot7=0;
ucDigDot6=0;
ucDigDot5=0;
ucDigDot4=0;
ucDigDot3=0;
ucDigDot2=0;
ucDigDot1=0;

EA=1; //開總中斷
ET0=1; //允許定時中斷
TR0=1; //啟動定時中斷

}


總結陳詞：
這節講了數碼管中的倒計時程序。如果要在此程序上多增加兩個按鍵，用來控制數碼管倒計時的速度檔位，并且需要在數碼管中閃爍顯示被設置的速度檔位，該怎么編寫這個程序？欲知詳情，請聽下回分解-----能設置速度檔位的數碼管倒計時程序。