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扫描频率可改变的电子钟

Posted on 2022-06-28 Edited on 2022-06-29 In STC-B , 基础编程 Views:

扫描频率可以改变的电子钟

程序设计思路

数字钟通过计数模拟时钟，将计数值，转换成时间格式，以格式：“时-分-秒”在LED数码管上显示，并通过案件调整扫描频率。

相关寄存器设置

P0的八个位和P2.3设置成推挽输出。按键是输入，不需要推挽。设置寄存器配置值如下。

P2以及P0的端口设置，和上一个数码管扫描实验是一样的。

额外增加的考虑是P3端口的设置。0通道和1通道都是0，是传统的8051I/O口模式。
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P2M1=0x00;
P2M0=0xff;
P0M1=0x00;
P0M0=0xff;
P3M0=0x00;
P3M1=0x00;
通过定时器0，采集方式1，在定时器中断中进行计数累加
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TMOD = 0x01;
打开总的中断
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EA = 1;
开启定时器中断
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ET0 = 1;
计数寄存器初始化

定时器0设置于模式1时，计数寄存器为16位模式，由高8位TH0和低8位TL0两个8位寄存器组成，当设定计算值为65536-50000=15536（D）时，转换为十六进制就是3CB0（H），此时，TH0=3C，TL0=B0分别装入即可，为了免除这些计算步骤，很多编程者采用“TH0=（65536-50000）/256;TL0=（65536-50000）%256“的编程方式，去让单片机自己去计算结果，那么为什么要介入256呢？其实并不难理解，做一下10——16进制的换算就知道了，256（D）=0100（H），这里01就是高8位的数据，00就是低8位的数据，通俗点说，15536（D）里有多少个256，就相当于高8位有多少数值，就是除的关系了，商存入高8位寄存器后余下的数存入低8位即可，取商计算就是TH0=（65536-50000）/256；而取余计算就是TL0=（65536-50000）%256 。
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TH0=(65535-1000)/256;
TL0=(65535-1000)%256;
启动定时器
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TR0=1;
中断1优先级置1，表示中断1设置为最高优先级
1
PT0=1;

设置P2和P0为推挽输出模式

P2M1=0x00;
P2M0=0xff;
P0M1=0x00;
P0M0=0xff;

代码说明

/* 引入端口定义头文件和中断定义头文件 */ 
#include "STC15F2K60S2.h"
#include "intrins.h"

/* 重命名，简写 */
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

/* 中断1 */
#define i1 interrupt 1

sbit ledSel = P2 ^3;    			// LED或数码管选择信号(共用选择端信号)
sbit key1 = P3 ^2; 					// 按键控制数码管扫描的频率

/* 显示0-9对应的数字，段选选择 */
uchar baseSevenSegment[] = {
    0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66,
    0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f
}; 
unsigned char const line = 0x40; 	// "-"：8中中间横杠的段选信息
char timeAddOneFlag = 0;    		// 时间增加标志，为1，时间增加一秒
char key1ActionFlag = 0;     		// 按键操作标志，为1，按键操作需要响应
unsigned int ledOnFlag = 0; 		// LED亮起标志，为1，LED亮起
char tubeOnFlag = 0;        		// 数码管亮标志，为1，数码管亮起
int ledValue = 1;          	 		// LED显示值为多少
int myDisplay[8] = {0};     		// 数码管显示值为多少，一共8个数码管
unsigned int timeCount = 1; 		// 计数器
unsigned int currHour = 0;			// 当前小时
unsigned int currMinute = 0;		// 当前分钟
unsigned int currSecond = 0;		// 当前秒钟
unsigned int interruptCount = 0;	// 中断计数器
unsigned int keyDownTime = 0;		// 按键按下的时间
unsigned int scanTime = 1;  		// 扫描时间
unsigned int currBit = 0;   		// 当前显示的位

/* 延时函数 可以用ISP生成 */
void Delay5us()       //@11.0592MHz
{
    unsigned char i;
    _nop_();
    i = 11;
    while (--i);
}

/* 设置ledSel,转为数码管显示 */
void switchToTube() {
    ledSel = 0;
}

/* 设置ledSel,转为led设置 */
void switchToLed() {
    P0 = 0;
    ledSel = 1;
}

/**
 * 改变其中一位的内容
 *
 * @param bitNum 位数（第几位）（例如最左那位，则调用1）
 * @param value 改变后的数字，需确保大于0小于10
 */
void change1Bit(int bitNum, int value) {
    myDisplay[bitNum - 1] = baseSevenSegment[value];
}

/**
 * 改变其中一位的内容（设置七段码）
 *
 * @param bitNum 位数（第几位）（例如最左那位，则调用1）
 * @param sevenSegCode 目标七段码
 */
void change1Bit_seven(int bitNum, int sevenSegCode) {
    myDisplay[bitNum - 1] = sevenSegCode;
}

/**
 * 数码管设置为显示指定的数值
 *
 * @param num 数字
 */
void changeAll(long num) {
    int i;
    for (i = 7; i >= 0; --i) {
        int foo = num % 10;
        myDisplay[i] = baseSevenSegment[foo];
        num /= 10;
    }
}

/**
 * led亮
 */
void displayLed() {
    if (ledOnFlag) {
        switchToLed();
        P0 = ledValue;
    }
}

/**
 * 显示数码管
 */
void showTube() {
    if (tubeOnFlag) {
        switchToTube();
        P0 = 0;
        P2 = currBit;
        P0 = myDisplay[currBit];
        Delay5us();
    }
}

/**
 * 初始化定时器
 */
void timer0Initialize()        //0.1毫秒@12MHz
{
    AUXR |= 0x80;        // 定时器时钟1T模式
    TMOD &= 0xF0;        // 设置定时器模式
    TL0 = 0xAE;        	 // 设置定时器初值
    TH0 = 0xFB;          // 设置定时器初值
    TF0 = 0;             // 清除TF0标志
    TR0 = 1;             // 定时器0开始计时
    EA = 1; 			 // 打开总的中断
    ET0 = 1; 			 // 打开定时器0中断
}

/**
 * 整体程序初始化函数
 */
void initialize() {
    P0M0 = 0xFF;
    P0M1 = 0x00;
    P2M0 = 0x0f; //设置P2.0-3为推挽工作状态
    P2M1 = 0x00;
    P3M0 = 0x00;
    P3M1 = 0x00;
    P3M0 = 0x00;
    P3M1 = 0x00;
    ledSel = 0;

    timer0Initialize();
    changeAll(0);
    /*
     * 第三位和第六位设置为 '-'
     */
    change1Bit_seven(3, line);
    change1Bit_seven(6, line);
}

/**
 * 时间自增1秒
 */
void addTime() {
    ++currSecond;
    if (currSecond == 60) {
        ++currMinute;
        currSecond = 0;
        if (currMinute == 60) {
            ++currHour;
            currMinute = 0;
            if (currHour == 24)
                currHour = 0;
            change1Bit(2, currHour % 10);
            change1Bit(1, currHour / 10);
        }
        change1Bit(5, currMinute % 10);
        change1Bit(4, currMinute / 10);
    }
    change1Bit(8, currSecond % 10);
    change1Bit(7, currSecond / 10);
}

/**
 * 按下key1要做的事
 */
void key1Action() {
    if (key1ActionFlag) {
        if (ledValue == 0x80)
            ledValue = 0x01;
        else
            ledValue <<= 1;
        if (ledValue == 1)
            scanTime = 1;
        else if (ledValue == 2)
            scanTime = 50;
        else if (ledValue == 4)
            scanTime = 100;
        else if (ledValue == 8)
            scanTime = 200;
        else if (ledValue == 16)
            scanTime = 500;
        else if (ledValue == 32)
            scanTime = 1000;
        else if (ledValue == 64)
            scanTime = 2000;
        else if (ledValue == 128)
            scanTime = 5000;
        key1ActionFlag = 0;
    }
}

/**
 * 收到中断的信号（是时候自增时间了）
 */
void timeSignalHandler() {
    if (timeAddOneFlag) {
        addTime();
        timeAddOneFlag = 0;
    }
}

/**
 * 单片机运行
 */
void run() {
    while (1) {
        timeSignalHandler();
        displayLed();
        showTube();
        key1Action();
    }
}

/**
 * 每0.1毫秒进入一次定时器中断
 */
void interruptFunction() i1 {
    static const int KEY_TIME_THRESHOLD = 500;
    interruptCount = (interruptCount + 1) % 20000;
    // led显示的频率应该低些才有好的显示效果
    if (interruptCount % 12 > 10) {
        ledOnFlag = 1;
        tubeOnFlag = 0;
    } else {
        tubeOnFlag = 1;
        ledOnFlag = 0;
    }
    // 数码管的扫描
    if (interruptCount % scanTime == 0)
        currBit = (currBit + 1) % 8;
    // 读秒
    if (interruptCount % 10000 == 0)
        timeAddOneFlag = 1;
    // 按键功能设置
    if (key1 == 0) {
        if (keyDownTime < KEY_TIME_THRESHOLD)
            ++keyDownTime;
    } else {
        if (keyDownTime >= KEY_TIME_THRESHOLD)
            key1ActionFlag = 1;
        keyDownTime = 0;
    }
}

int main() {
    initialize();
    run();
    return 0;
}