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时间：2014.04.29 问题：矩阵键盘扫描的常见方法有哪几种？ 参考解答： 1. 行列扫描法 2. 反转法 3. 状态机法（结合定时器中断） 第一种和第二种方法的本质都是进行循环查询，大量占用MCU的时间，效率比较低。初学者一般会学这两种，第三种方法属于状态机方法，它是结合定时器中断的，相比于前两种采用延时函数的方法，大大提高了MCU的效率。我们设计矩阵键盘的扫描函数时，要保证：既要及时的判断按键是否被按下，又要让MCU有时间去做其他的事。 实现代码见群共享（扫描二维码）（代码基于51start开发板的4*4矩阵键盘） PS：在状态机的代码中有一个问题（程序里已标明），凡在一天之内解决的，均可免费到西电实验室店内领取一个常用模块。 选择范围： 烟雾传感器模块MQ2，霍尔传感器模块A3144，加速度传感器模块，无线模块NRF24L01，人体热释电红外感应模块，温湿度传感器DHT11，超声波测距模块。 |
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时间：2014.04.30 问题：我们知道，在编程的时候，养成良好的代码注释习惯能帮助编程者和阅读者更好的理解代码，从而提高了代码的开发效率。可是很多人往往忽略了代码注释这样一个环节。针对硬件编程的注释有其独特行，那么如何能让注释真正发挥它的作用呢？ 参考解答： 1.在程序的开头要有一定的开发者、功能描述： 2.还需要用符号来简单的描述硬件连接，这样做的好处就是即使没有电路原理图，也能在代码中看出硬件连接关系，易于程序的开发。 3.对于每个函数，在函数前都需要一段注释来描述名称、功能、入口参数、出口参数，以及使用范例。如果注释描述的很清楚，那么即使不看函数的内部，也能够很方便地使用函数。我们用最简单的延时函数来举例 4.如果注释知识代码的简单重复，将会变得毫无意义。最好的注释是简介明了的点明程序的突出特征，或者阐明思路，或提供宏观的功能解释，或者指出特殊之处，以帮助别人理解程序。 这里的注释，大部分是为了阐明思路、指出编程中容易出错的地方，以帮助初学者能够理解。 但是我们要注意，如果最后对循环变量的注释写成这样： 那么这就是对代码的简单重复，对理解程序是没有任何帮助的，这就是错误的注释方法。 |
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时间：2014.05.01 问题：如何用单片机实现音乐的播放（以生日歌为例）？ 参考解答： /* 名称：播放音乐 说明：程序运行时播放生日快乐歌， 未使用定时器中断，所有频率完全用延时实现 */ #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int ***it BEEP=P3^7; //生日快乐歌的音符频率表，不同频率由不同的延时来决定 uchar code SONG_TONE[]={212,212,190,212,159,169,212,212,190,212,142,159, 212,212,106,126,159,169,190,119,119,126,159,142,159,0}; //生日快乐歌节拍表，节拍决定每个音符的演奏长短 uchar code SONG_LONG[]={9,3,12,12,12,24,9,3,12,12,12,24, 9,3,12,12,12,12,12,9,3,12,12,12,24,0}; //延时 void DelayMS(uint x) { uchar t; while(x--) for(t=0;t<120;t++); } //播放函数 void PlayMusic() { uint i=0,j,k; while(SONG_LONG!=0||SONG_TONE!=0) { //播放各个音符，SONG_LONG 为拍子长度 for(j=0;j { BEEP=~BEEP; //SONG_TONE 延时表决定了每个音符的频率 for(k=0;k } DelayMS(10); i++; } } void main() { BEEP=0; while(1) { PlayMusic(); //播放生日快乐 DelayMS(500); //播放完后暂停一段时间 } } |
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时间：2014.05.02 问题：什么是单片机程序设计中的“分层思想“？ 参考解答: 问题的提出 单片机学习板一般为了简单起见，将按键分配的很好，例如整个 4*4 的键盘矩阵分配到 P1 口上面，8条控制线，刚好。这样的话程序也非常好写。只需要简单的 KEY_DAT = P1; 端口的数据就读进来了。 诚然，现实中没有这么好的事情。在实际的项目应用当中，单片机引脚的复用相当厉害，这跟那些所谓的单片机学习板就有很大的差别了。 另外一个原因，一般设计来说，是“软件配合硬件”的设计流程，简单点说就是，先确定好硬件原理图，硬件布线，最后才是软件的开发，因为硬件修改起来比较麻烦，相对来说软件修改的时候比较好改。这个就是中国传统的阴阳平衡哲学原理。硬件设计和软件设计本来就是鱼和熊掌的关系，两者不可兼得。方便了硬件设计，很可能给写软件带来很大的麻烦。反过来说，方便了软件设计，硬件设计也会相当的麻烦。如果硬件设计和软件设计同时方便了，那只有两种可能，一是这个设计方案非常简单，二是设计师已经达到了一个非常高的境界。我们不考虑那么多情况，单纯从常用的实际应用的角度来看问题。 硬件为了布线的方便，很多时候会可能将IO口分配到不同的端口上面，例如上面说的4*4键盘，8根线分别分配到P0 P1 P2 P3 上面去了。那么，开发板的那些扫描键盘程序可以去见鬼了。怎么扫按键?我想起了我刚开始学习的时候，分成3段非常相似的程序，一个一个按键的扫描的经历...... 或许有人不甘心，“那些东西我花了很长时间学习的，也用的好好的，怎么能说一句不用就不用?”虽然有点残忍，但是我还是想说“兄弟，接受现实吧，现实是残酷的......” 不过，人区别于低等动物的差别，是人会创造，在碰到困难的时候会想办法解决，于是我们开始了沉思...... 最后我们引入初中数学学的“映射”的概念来解决问题。基本思想就是，将不同端口的按键映射到相同端口上面。 这样按键扫描程序就分成3个层次了。 1)最底层的是硬件层，完成端口扫描，20ms延时消抖，将端口的数据映射到一个KEY_DAT寄存器上面，KEY_DAT作为对上层驱动层的一个接口。 2)中间的一层是驱动层，驱动层只对 KEY_DAT 寄存器的数值进行操作。简单点说，我们无论底层的硬件是怎么接线的，在驱动层都不需要关心，只需要关心KEY_DAT 这个寄存器的数值是什么就可以了。这样出来的间接效果就是“屏蔽了底层硬件的差异”，所以驱动层写的程序就可以通用了。 驱动层的另外一个功能是为了上层提供消息接口。我们用了类似window程序的消息的概念。这里可以提供一些按键消息，例如：按下消息，松开消息，长按键消息，长按键的时候的步进消息，等等。 3)应用层。这里就是根据项目的不同分别写按键功能程序，属于最上层的程序。它使用的是驱动层提供的消息接口。在应用层写程序的思想就是，我不管下层是怎么工作的，我只关心按键消息。有按键消息来的时候我就执行功能，没有消息来的时候，我就什么也不做。 下面用一个简单的常用的例子，说明我们这个设计思想的用法。 秒表调整时间的时候，要求按着某个按键不放，时间能连续的向上增加。这个东西很实用，实际的家电中用途很广泛。 在看下面的东西之前，大家可以想一下，这东西难吗?相信大家都会很响亮的回答，“不难!!”，然而我再问：“这东西麻烦吗?”我相信很多人肯定会说“很麻烦!!” 这不禁让我想起开始学单片机的时候写这种按键的那程序，乱七八糟的结构。如果不相信的话，可以自己用51写一下哦，那样就更加能体会本文说的分层结构的优越性。 项目要求： 两个按键，分别分配在P10 和P20，分别是“加”“减”按键，要求长按键的时候实现连续加和连续减的功能。 实战： 假设： 按键上拉，没有按键的时候高电平，有按键的时候低电平，另外，为了突出问题，这里没有将延时消抖的程序写上去，在实际项目中应该加上。C语言函数参数的传递多种多样，这里作为例子，用了最简单的全局变量来传递参数，当然你也可以用unsigned char ReadPort(void) 返回一个读键结果，甚至还可以void ReadPort(unsigned char *pt) 用一个指针变量传递地址而达到直接修改变量的目的。方法是多种多样的，这个决定于每个人的程序风格。 1)开始写硬件层程序，完成映射 #define KYE_MIN 0X01 #define KEY_PLUS 0X01 unsigned char KeyDat; void ReadPort(void) { if (P1 & KEY_PLUS == 0 ){ KeyDat |= 0x01 ; } if (P2 & KEY_MIN == 0 ){ KeyDat |= 0x02 ; } } C语言应该很容易看懂吧?如果 KEY_PLUS 按下，P10口读到低电平，则P1 & KEY_PLUS 的结果为 0 ，满足if 的条件，进入KeyDat|= 0x01 是将 KeyDat 的bit0 置一，也就是说，将KEY_PLUS 映射到 KeyDat 的 bit0 KEY_MIN 是同样的道理映射到 KeyDat 的 bit1 如果 KeyDat 的 bit0 为 1 ，则说明KEY_PLUS 按下，反则亦然。 不需要想的很神秘，映射就是这么一回事。如果还有其他按键的话，用同样办法，将他们全部映射到 KeyDat 上面。 2)驱动层程序编写 如果将 KeyDat想象成 P1 口，那么这个跟学习板那标准的扫描程序不就是一样了吗?对的，这个就是底层映射的目的了。 3)应用层程序编写 根据消息 硬件层是必须分离出来，然而驱动层和应用层的要求就不那么严格了，事实上一些简单的项目没有必要将这两层分离开来，根据实际应用灵活应对就可以了。其实这样写程序是很方便移植的，根据板子的不同而适当的修改一下硬件层那个ReadPort 函数就完成了，驱动层和应用层很多代码可以不经过修改直接用，很能提高开发效率的。当然这个按键程序会存在一定的问题，特别是遇到常闭按键和点触按键的混合使用的场合。这个留给大家自己去想了，反正问题总是能找到解决办法的，尽管方法有好有坏。 |
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