从单片机基础到程序框架（连载）

单片机

王云 · 2018-3-5 22:44:06

每隔一段时间来看看！太牛了！！

吴坚鸿 · 2018-3-11 13:52:07

第一百一十一节：工业自动化设备的开关信号的运动控制。

【111.1 开关信号的运动控制。】


            上图111.1.1  独立按键


            上图111.1.2  LED电路


            上图111.1.3  有源蜂鸣器的电路

   本节涉及的知识点有，switch的过程控制，时间延时，开关感应器的软件滤波，工件计数器，以及整体的软件框架。
   现在有一台设备，水平方向有一个滑块，能左右移动，滑块上安装了一个能垂直伸缩的“机械手”。按下启动按键后，滑块先从左边往右边移动，移到最右边碰到“右感应器”后，滑块上的“机械手”开始往下移动2秒，移动2秒后开始原路返回，“机械手”向上移动，碰到“上感应器”后，滑块开始往左边移动，移动3秒后默认已经回到原位最左边，此时“计数器”累加1，完成一次过程，如果再按下启动按键，继续重复这个过程。
   这个设备用了2个气缸。1个“水平气缸”驱动滑块水平方向的左右移动，当控制“水平气缸”的输出信号为0时往左边跑，当控制“水平气缸”的输出信号为1时往右边跑。另1个“垂直气缸”驱动“机械手”的上下移动，当控制“垂直气缸”的输出信号为0时往上边跑，当控制“垂直气缸”的输出信号为1时往下边跑。
   这个设备用了2个开关感应器。分别是“右感应器”和“上感应器”。当感应器没有被碰到的时候信号为1，当感应器被碰到的时候信号为0。
   这个设备用了1个独立按键。控制运动的启动。
   2个气缸是输出信号，用P1.4和P1.5所控制的两个LED模拟。2个开关感应器是输入信号，用K2和K3这两个独立按键模拟。1个独立按键用K1按键。如上图。

#include "REG52.H"
#define KEY_VOICE_TIME 50
#define KEY_FILTER_TIME 25
#define SENSOR_TIME 20 //开关感应器的“滤波”时间
void T0_time();
void SystemInitial(void) ;
void Delay(unsigned long u32DelayTime) ;
void PeripheralInitial(void) ;
void BeepOpen(void);
void BeepClose(void);
void GoLeft(void) ; //“水平气缸”往左跑
void GoRight(void); //“水平气缸”往右跑
void GoUp(void); //“垂直气缸”往上跑
void GoDown(void); //“垂直气缸”往下跑
void VoiceScan(void);
void SensorScan(void); //开关感应器的消抖，在定时中断里调用处理
void KeyScan(void);
void KeyTask(void);
void RunTask(void); //运动控制的任务函数
***it P1_4=P1^4; //水平气缸的输出
***it P1_5=P1^5; //垂直气缸的输出
***it P3_4=P3^4; //蜂鸣器的输出口
***it KEY_INPUT1=P2^2; //【启动】按键K1的输入口。
***it SensorRight_sr=P2^1; //右感应器的输入口
***it SensorUp_sr=P2^0; //上感应器的输入口
volatile unsigned char vGu8SensorRight=0; //右感应器经过滤波后的当前电平状态。
volatile unsigned char vGu8SensorUp=0; //上感应器经过滤波后的当前电平状态。
volatile unsigned char vGu8BeepTimerFlag=0;
volatile unsigned int vGu16BeepTimerCnt=0;
volatile unsigned char vGu8KeySec=0;
unsigned char Gu8RunStart=0; //启动的总开关
unsigned char Gu8RunStatus=0; //运动的状态，0为停止，1为运行
unsigned int Gu16RunCnt=0; //计数器
unsigned int Gu16ReturnLeftTime=3000; //水平往左跑的延时变量，默认为3秒
unsigned int Gu16GoDownTime=2000; //垂直往下跑的延时变量，默认为2秒
volatile unsigned char vGu8RunTimerFlag=0; //用于控制运动过程中的延时的定时器
volatile unsigned int vGu16RunTimerCnt=0;
void main()
{
SystemInitial();
Delay(10000);
PeripheralInitial();
while(1)
{
KeyTask(); //按键的任务函数
RunTask(); //运动控制的任务函数
}
}
/* 注释一：
* 两个“计时器”相互“清零”相互“抗衡”，从而实现了开关感应器的“消抖”处理，
* 专业术语也叫“软件滤波”。这种滤波方式，不管是从“高转成低”，还是“低转成高”，
* 如果在某个瞬间出现干扰抖动，某个计数器都会及时被“清零”，从而起到非常高效的消抖滤波作用。
*/
void SensorScan(void) //此函数放在定时中断里每1ms扫描一次，用来识别和滤波开关感应器
{
static unsigned int Su16SensorRight_H_Cnt=0; //判断高电平的计时器
static unsigned int Su16SensorRight_L_Cnt=0; //判断低电平的计时器
static unsigned int Su16SensorUp_H_Cnt=0; //判断高电平的计时器
static unsigned int Su16SensorUp_L_Cnt=0; //判断低电平的计时器
//右感应器的滤波
if(0==SensorRight_sr)
{
Su16SensorRight_H_Cnt=0; //在判断低电平的时候，高电平的计时器被清零，巧妙极了!
Su16SensorRight_L_Cnt++;
if(Su16SensorRight_L_Cnt>=SENSOR_TIME)
{
Su16SensorRight_L_Cnt=0;
vGu8SensorRight=0; //此全局变量反馈经过滤波后“右感应器”当前电平的状态
}
}
else
{
Su16SensorRight_L_Cnt=0; //在判断高电平的时候，低电平的计时器被清零，巧妙极了!
Su16SensorRight_H_Cnt++;
if(Su16SensorRight_H_Cnt>=SENSOR_TIME)
{
Su16SensorRight_H_Cnt=0;
vGu8SensorRight=1; //此全局变量反馈经过滤波后“右感应器”当前电平的状态
}
}
//上感应器的滤波
if(0==SensorUp_sr)
{
Su16SensorUp_H_Cnt=0;
Su16SensorUp_L_Cnt++;
if(Su16SensorUp_L_Cnt>=SENSOR_TIME)
{
Su16SensorUp_L_Cnt=0;
vGu8SensorUp=0; //此全局变量反馈经过滤波后“上感应器”当前电平的状态
}
}
else
{
Su16SensorUp_L_Cnt=0;
Su16SensorUp_H_Cnt++;
if(Su16SensorUp_H_Cnt>=SENSOR_TIME)
{
Su16SensorUp_H_Cnt=0;
vGu8SensorUp=1; //此全局变量反馈经过滤波后“上感应器”当前电平的状态
}
}
}
void T0_time() interrupt 1
{
VoiceScan();
KeyScan();
SensorScan(); //用来识别和滤波开关感应器
if(1==vGu8RunTimerFlag&&vGu16RunTimerCnt>0) //用于控制运动延时的定时器
{
vGu16RunTimerCnt--;
}
TH0=0xfc;
TL0=0x66;
}
void SystemInitial(void)
{
TMOD=0x01;
TH0=0xfc;
TL0=0x66;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
void Delay(unsigned long u32DelayTime)
{
for(;u32DelayTime>0;u32DelayTime--);
}
void PeripheralInitial(void)
{
//上电初始化气缸的开机位置
GoLeft() ; //“水平气缸”往左跑，上电初始化时滑块处于左边
GoUp(); //“垂直气缸”往上跑，上电初始化时“机械臂”处于上方
}
void BeepOpen(void)
{
P3_4=0;
}
void BeepClose(void)
{
P3_4=1;
}
void GoLeft(void) //“水平气缸”往左跑
{
P1_4=0;
}
void GoRight(void) //“水平气缸”往右跑
{
P1_4=1;
}
void GoUp(void) //“垂直气缸”往上跑
{
P1_5=0;
}
void GoDown(void) //“垂直气缸”往下跑
{
P1_5=1;
}
void VoiceScan(void)
{
static unsigned char Su8Lock=0;
if(1==vGu8BeepTimerFlag&&vGu16BeepTimerCnt>0)
{
if(0==Su8Lock)
{
Su8Lock=1;
BeepOpen();
}
else
{
vGu16BeepTimerCnt--;
if(0==vGu16BeepTimerCnt)
{
Su8Lock=0;
BeepClose();
}
}
}
}
void KeyScan(void) //此函数放在定时中断里每1ms扫描一次
{
static unsigned char Su8KeyLock1;
static unsigned int Su16KeyCnt1;
//【启动】按键K1的扫描识别
if(0!=KEY_INPUT1)
{
Su8KeyLock1=0;
Su16KeyCnt1=0;
}
else if(0==Su8KeyLock1)
{
Su16KeyCnt1++;
if(Su16KeyCnt1>=KEY_FILTER_TIME)
{
Su8KeyLock1=1;
vGu8KeySec=1; //触发1号键
}
}
}
/* 注释二：
* 在KeyTask中只改变Gu8RunStart的值，用于总启动开关。而运动状态Gu8RunStatus是在运动函数
* RunTask中改变，用于对外反馈实时的运动状态。
*/
void KeyTask(void) //按键的任务函数，放在主函数内
{
if(0==vGu8KeySec)
{
return; //按键的触发序号是0意味着无按键触发，直接退出当前函数，不执行此函数下面的代码
}
switch(vGu8KeySec) //根据不同的按键触发序号执行对应的代码
{
case 1: //1号按键。【启动】按键K1
if(0==Gu8RunStatus) //根据当前运动的状态来决定“总开关”是否能受按键的控制
{
Gu8RunStart=1; //总开关“打开”。
}
vGu8BeepTimerFlag=0;
vGu16BeepTimerCnt=KEY_VOICE_TIME; //触发按键后，发出固定长度的声音
vGu8BeepTimerFlag=1;
vGu8KeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号必须清零，避免一直触发
break;
default:
vGu8KeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号必须清零，避免一直触发
break;
}
}
/* 注释三：
* 本节故意引入三个变量：计数器Gu16RunCnt，左延时Gu16ReturnLeftTime，下延时Gu16GoDownTime。
* 在人机界面的场合，这三个变量可以用来扩展实现设置参数的功能。比如，如果有数码管，可以通过
* 显示Gu16RunCnt的数值来让客户看到当前设备的计数器。如果有数码管和按键，可以通过切换到某个
* 界面下，修改Gu16ReturnLeftTime和Gu16GoDownTime的数值，让客户对设备进行延时参数的设置。
*/
void RunTask(void) //运动控制的任务函数，放在主函数内
{
static unsigned char Su8RunStep=0; //运行的步骤
//当总开关处于“停止”并且“步骤不为0”时，强制把步骤归零。
if(0!=Su8RunStep&&0==Gu8RunStart)
{
Su8RunStep=0; //步骤归零
}
switch(Su8RunStep) //屡见屡爱的switch又来了
{
case 0:
if(1==Gu8RunStart) //总开关“打开”
{
Gu8RunStatus=1; //及时设置Gu8RunStatus的运动状态为“运行”
GoRight() ; //“水平气缸”往右跑。P1.4的LED灯“灭”。
Su8RunStep=1; //切换到下一步
}
break;
case 1:
if(0==vGu8SensorRight) //直到碰到了“右感应器”（按下K2），“机械臂”才往下移动。
{
GoDown(); //“垂直气缸”往下跑。P1.5的LED灯“灭”。
vGu8RunTimerFlag=0;
vGu16RunTimerCnt=Gu16GoDownTime; //向下移动3秒的延时赋值
vGu8RunTimerFlag=1; //启动定时器
Su8RunStep=2; //切换到下一步
}
break;
case 2:
if(0==vGu16RunTimerCnt) //当定时的3秒时间到，“机械臂”才往上移动，开始原路返回。
{
GoUp(); //“垂直气缸”往上跑。P1.5的LED灯“亮”。
Su8RunStep=3; //切换到下一步
}
break;
case 3:
if(0==vGu8SensorUp) //直到碰到了“上感应器”（按下K3），滑块才往左移动。
{
GoLeft() ; //“水平气缸”往左跑。P1.4的LED灯“亮”。
vGu8RunTimerFlag=0;
vGu16RunTimerCnt=Gu16ReturnLeftTime; //向左移动2秒的延时赋值
vGu8RunTimerFlag=1; //启动定时器
Su8RunStep=4; //切换到下一步
}
break;
case 4:
if(0==vGu16RunTimerCnt) //当定时的2秒时间到，完成一次过程。
{
Gu16RunCnt++; //计数器加1，统计设备运行的次数
Gu8RunStatus=0; //及时设置Gu8RunStatus的运动状态为“停止”
Gu8RunStart=0; //总开关“关闭”，为下一次启动作准备
Su8RunStep=0; //步骤变量清零，为下一次启动作准备
}
break;
}
}

复制代码

SXXYC · 2018-3-14 13:47:57

you1008 发表于 2016-1-17 20:21
期待楼主的大作早日问世，谢谢楼主的辛勤付出，一定顶起！！！！！！！！！！！！！！！！

顶顶顶！！！！！！支持鸿哥！！！！！！！！！！！

苏建国 · 2018-3-14 13:53:20

谢谢楼主的辛勤付出，

SXXYC · 2018-3-15 09:54:28

这正是鸿哥伟大之处

SXXYC · 2018-3-15 09:54:44

佩服佩服佩服佩服

SXXYC · 2018-3-15 09:55:02

好人好人好人好人好人好人好人好人好人好人好人好人

SXXYC · 2018-3-15 10:13:14

jianhong_wu 发表于 2016-5-22 11:28
第十九节：加法运算的溢出。

【19.1 什么是加法运算的溢出？】

好人好人好人好人好人好人好人好人好人好人好人好人

SXXYC · 2018-3-15 11:00:33

xu158847770 发表于 2017-12-9 19:33
支持吴老师，学到了很多

吴老师真伟大吴老师真伟大吴老师真伟大

SXXYC · 2018-3-15 11:01:29

chrisma2005 发表于 2017-12-5 15:25
感谢楼主分享

吴老师真伟大吴老师真伟大

李其实 · 2018-3-19 13:45:10

太厉害了·············

吴坚鸿 · 2018-3-30 10:13:31

第一百一十二节：数码管显示的基础知识。

【112.1 数码管显示的基础知识。】

            上图112.1.1  数码管


            上图112.1.2  等效图

   如上图112.1.1，一个数码管内部有8个段码，每个段码内部对应一颗能发光的LED灯，把相关位置的段码点亮或熄灭就可以显示出不同的数字或者小数点。比如，要显示一个数字“1”，只需要点亮b和c这两个段码LED即可，其它6个a,d,e,f,g,h段码LED熄灭，就可以显示一个数字“1”。再进一步深入分析数码管内部的等效图（上图112.1.2），com4是右起第1位数码管内部8个段码LED的公共端，要点亮任何一个段码LED的前提必须是公共端com4为低电平(P1.0输出0信号)。如果公共端com4为高电平(P1.0输出1信号)，则不管段码端P0口的8个IO口输出什么信号，8个段码LED都是熄灭的（无正压差，则无电流无回路）。因此，公共端（比如com4,com3,com2,com1）就是某个数码管的“总开关”。比如，右起第1位数码管要显示数字“1”，要点亮b和c，则P0.1和P0.2必须输出“1”高电平，其它P0.0，P0.3，P0.4，P0.5，P0.6，P0.7必须输出“0”低电平，把这8个IO口二进制的信号转换成十六进制，则整个P0口总线只需输出一个十六进制的0x06，最后，“总开关”打开，公共端com4输出“0”，即可显示一个数字“1”。如果需要显示其它的不同数字，只需要改变段码端P0口的十六进制输出数值即可，如果提前把要显示的数字放在一个数组里，这个数组就是编码转换表，类似于一个字库表。现在编写一个程序例子，右起第1个和第3个数码管循环显示从0到9的数字，另外右起第2个和第4个数码管则关闭不显示，程序代码如下：