中斷是單片機(jī)系統(tǒng)重點(diǎn)中的重點(diǎn),因?yàn)橛辛酥袛?,單片機(jī)就具備了快速協(xié)調(diào)多模塊工作的能力,可以完成復(fù)雜的任務(wù)。本章將首先帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一些必要的C語言基礎(chǔ)知識,然后講解數(shù)碼管動態(tài)顯示的原理,并最終借助于中斷系統(tǒng)來完成實(shí)用的數(shù)碼管顯示程序。大家對本章節(jié)內(nèi)容要多多研究,要完全掌握并能熟練運(yùn)用。 本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201611/318571.htm1.1C語言的數(shù)組1.1.1數(shù)組的基本概念 第四章已經(jīng)學(xué)過變量的基本類型,比如char、int等等。這種類型描述的都是單個(gè)具有特定意義的數(shù)據(jù),當(dāng)我們要處理擁有同類意義但是卻包含很多個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候,就可以用到數(shù)組了,比如我們上節(jié)課那個(gè)數(shù)碼管的真值表,就是用一個(gè)數(shù)組來表達(dá)的。 從概念上講,數(shù)組是具有相同數(shù)據(jù)類型的有序數(shù)據(jù)的組合,一般來講,數(shù)組定義后滿足以下三個(gè)條件。 1、具有相同的數(shù)據(jù)類型; 2、具有相同的名字; 3、在存儲器中是被連續(xù)存放的。 比如我們上節(jié)課定義的那個(gè)數(shù)碼管真值表,如果我們把關(guān)鍵字code去掉,數(shù)組元素將被保存在RAM中,在程序中可讀可寫,同時(shí)我們也可以在中括號里邊標(biāo)明這個(gè)數(shù)組所包含的元素個(gè)數(shù),比如: unsignedcharLedChar[16]={ 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E }; 在這個(gè)數(shù)組中的每個(gè)值都稱之為數(shù)組的一個(gè)元素,這些元素都具備相同的數(shù)據(jù)類型就是unsignedchar型,他們有一個(gè)共同的名字LedChar,不管放到RAM中還是FLASH中,他們都是存放在一塊連續(xù)的存儲空間里的。 有一點(diǎn)要特別注意,這個(gè)數(shù)組一共有16(中括號里面的數(shù)值)個(gè)元素,但是數(shù)組的單個(gè)元素的表達(dá)方式——下標(biāo)是從0開始,因此實(shí)際上上邊這個(gè)數(shù)組的首個(gè)元素LedChar[0]的值是0xC0,而LedChar[15]的值是0x8E,下標(biāo)從0到15一共是16個(gè)元素。 LedChar這個(gè)數(shù)組只有一個(gè)下標(biāo),我們稱之為一維數(shù)組,還有兩個(gè)下標(biāo)和多個(gè)下標(biāo)的,我們稱之為二維數(shù)組和多維數(shù)組。比如unsignedchara[2][3];表示這是一個(gè)2行3列的二維數(shù)組。在大多數(shù)情況下我們使用的是一維數(shù)組,對于初學(xué)來說,我們先來研究一維數(shù)組,多維數(shù)組等遇到了再來了解。 1.1.2數(shù)組的聲明 一維數(shù)組的聲明格式如下: 數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[數(shù)組長度]; 1、數(shù)組的數(shù)據(jù)類型聲明的是該數(shù)組的每個(gè)元素的類型,即一個(gè)數(shù)組中的元素具有相同的數(shù)據(jù)類型。 2、數(shù)組名的聲明要符合C語言固定的標(biāo)識符的聲明要求,只能由字母、數(shù)字、下劃線這三種符號組成,且第一個(gè)字符只能是字母或者下劃線。 3、方括號中的數(shù)組長度是一個(gè)常量或常量表達(dá)式,并且必須是正整數(shù)。 1.1.3數(shù)組的初始化數(shù)組在進(jìn)行聲明的同時(shí)可以進(jìn)行初始化操作,格式如下: 數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[數(shù)組長度]={初值列表}; 還是以上節(jié)課我們用的數(shù)碼管的真值表為例來講解注意事項(xiàng)。 unsignedcharLedChar[16]={ 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E }; 1、初值列表里的數(shù)據(jù)之間要用逗號隔開; 2、初值列表里的初值的數(shù)量必須等于或小于數(shù)組長度,當(dāng)小于數(shù)組長度時(shí),數(shù)組的后邊沒有賦初值的元素由系統(tǒng)自動賦值為0。 3、若給數(shù)組的所有元素都賦初值,那么可以省略數(shù)組的長度,上節(jié)課的例子中我們實(shí)際上已經(jīng)省略了數(shù)組的長度。 4、系統(tǒng)為數(shù)組分配連續(xù)的存儲單元的時(shí)候,數(shù)組元素的相對次序由下標(biāo)來決定,就是說LedChar[0]、LedChar[1]……LedChar[15]是按照順序緊挨著依次排下來的。 1.1.4數(shù)組的使用和賦值 在C語言程序中,是不能一次使用整個(gè)數(shù)組的,只能使用數(shù)組的單個(gè)元素。一個(gè)數(shù)組元素相當(dāng)于一個(gè)變量,使用數(shù)組元素的時(shí)候與使用相同數(shù)據(jù)類型的變量的方法是一樣的。比如LedChar這個(gè)數(shù)組,如果沒加code關(guān)鍵字,那么它可讀可寫,我們可以寫成a=LedChar[0]這樣來把數(shù)組的一個(gè)元素的值送個(gè)a這個(gè)變量,也可以寫成LedChar[0]=a這樣把a(bǔ)這個(gè)變量的值送給數(shù)組中的一個(gè)元素,以下三點(diǎn)要注意: 1、引用數(shù)組的時(shí)候,那個(gè)方括號里的數(shù)字代表的是數(shù)組元素的下標(biāo),而數(shù)組初始化的時(shí)候方括號里的數(shù)字代表的是這個(gè)數(shù)組中元素的總數(shù)。 2、數(shù)組元素的方括號里的下標(biāo)可以是整型常數(shù),整型變量或者表達(dá)式,而數(shù)組初始化的時(shí)候方括號里的數(shù)字必須是常數(shù)不能是變量。 3、數(shù)組整體賦值只能在初始化的時(shí)候進(jìn)行,程序執(zhí)行代碼中只能對單個(gè)元素賦值。 1.2if語句 到目前為止,我們對if語句應(yīng)該已經(jīng)不陌生了,前邊程序已用過多次了,這里我們系統(tǒng)的介紹一下,方便后邊的深入學(xué)習(xí)。if語句有兩個(gè)關(guān)鍵字:if和else,把這兩個(gè)關(guān)鍵字翻譯一下就是:“如果”和“否則”。if語句一共有三種格式,我們分別來看。 1、if語句的默認(rèn)形式: if(條件表達(dá)式) { 語句1; } 其執(zhí)行過程是,if(即如果)條件表達(dá)式的值為“真”,則執(zhí)行語句1;如果條件表達(dá)式的值為“假”,則不執(zhí)行語句1。真和假的概念不再贅述,參考第五章。 這里要提醒大家一點(diǎn),C語言一個(gè)分號表示一條語句的結(jié)束,因此如果if后邊只有一條執(zhí)行語句的時(shí)候,可以省略大括號,但是如果有多條執(zhí)行語句的話,必須加上大括號。 那么現(xiàn)在,我們上節(jié)課的語句就很好理解了: if(sec>=16) { sec=0; } 當(dāng)sec的值大于或等于16的時(shí)候,括號里的值才是“真”,那么就執(zhí)行sec=0這一句,當(dāng)sec的值小于16時(shí),那么括號里就為“假”,就不執(zhí)行這一句。 2、if...else語句 有些情況下,我們除了要在括號里條件滿足時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的語句外,在不滿足該條件的時(shí)候,也要執(zhí)行一些另外的語句,這時(shí)候就用到了if...else語句,它的基本語法形式是: if(條件表達(dá)式) { 語句1; } else { 語句2; } 比如上節(jié)課的最后一段程序我們也可以寫成: P0=LedChar[sec]; if(sec>=15) { sec=0; } else { Sec++; } 這個(gè)程序大家可以修改下載到單片機(jī)里驗(yàn)證一下,程序邏輯大家自己動腦筋分析,注意條件表達(dá)式內(nèi)16到15的變化,想一下為什么,我就不多解釋了。 3、if....elseif語句 if...esle語句是一個(gè)二選一的語句,或者執(zhí)行if分支后的語句,或者執(zhí)行else分支后的語句。還有一種多選一的用法就是if...elseif語句。他的基本語法格式是: if(條件表達(dá)式1){語句1;} elseif(條件表達(dá)式2){語句2;} elseif(條件表達(dá)式3){語句3;} ...... else{語句n;} 他的執(zhí)行過程是:依次判斷條件表達(dá)式的值,當(dāng)出現(xiàn)某個(gè)值為“真”時(shí),則執(zhí)行相對應(yīng)的語句,然后跳出整個(gè)if的語句塊,執(zhí)行“語句n”后面的程序;如果所有的表達(dá)式都為“假”,則執(zhí)行else分支的“語句n”后,再執(zhí)行“語句n”后邊的程序。 if語句在C語言編程中使用頻率很高,用法也不復(fù)雜,所以必須要熟練掌握。 1.3switch語句 用if....else語句在處理多分支的時(shí)候,分支太多就會顯得不方便,且容易出現(xiàn)if和else配對出現(xiàn)錯誤的情況,在C語言中提供了另外一種多分支選擇的語句——switch語句,它的基本語法格式如下: switch(表達(dá)式) { case常量表達(dá)式1:語句1; case常量表達(dá)式2:語句2; ...... case常量表達(dá)式n:語句n; default:語句n+1; } 它的執(zhí)行過程是:首先計(jì)算“表達(dá)式”的值,然后從第一個(gè)case開始,與“常量表達(dá)式x”進(jìn)行比較,如果與當(dāng)前常量表達(dá)式的值不相等,那么就不執(zhí)行冒號后邊的語句x,一旦發(fā)現(xiàn)和某個(gè)常量表達(dá)式的值相等了,那么它會執(zhí)行之后所有的語句,如果直到最后一個(gè)“常量表達(dá)式n”都沒有找到相等的值,那么就執(zhí)行default后的“語句n+1”。請?zhí)貏e注意一點(diǎn),當(dāng)找到一個(gè)相等的case分支后,會執(zhí)行該分支以及之后所有分支的語句,很明顯這不是我們想要的結(jié)果。 在C語言中,有一條break語句,作用是跳出當(dāng)前的循環(huán)語句,包括for循環(huán)和while循環(huán),同時(shí),它還能用來結(jié)束switch語句塊。switch的分支語句一共有n+1種,而我們通常希望的都是選擇其中的一個(gè)分支來執(zhí)行,執(zhí)行完后就結(jié)束整個(gè)switch語句,而繼續(xù)執(zhí)行switch后面的語句,此時(shí)就可以通過在每個(gè)分支后加上break語句來實(shí)現(xiàn)了。如下: switch(表達(dá)式) { case常量表達(dá)式1:語句1;break; case常量表達(dá)式2:語句2;break; ...... case常量表達(dá)式n:語句n;break; default:語句n+1;break; } 加了這個(gè)break語句后,一旦“常量表達(dá)式x”與“表達(dá)式”的值相等了,那么就執(zhí)行“語句x”,執(zhí)行完畢后,由于有了break則直接跳出switch語句,繼續(xù)執(zhí)行switch語句后面的程序了,這樣就可以避免執(zhí)行不必要的語句。了解了這個(gè)switch語句后,我們馬上會在本章程序中使用鞏固它。 1.4數(shù)碼管的動態(tài)顯示1.4.1動態(tài)顯示的基本原理 我們在上一章學(xué)習(xí)數(shù)碼管靜態(tài)顯示的時(shí)候說到,74HC138只能在同一時(shí)刻導(dǎo)通一個(gè)三極管,而我們的數(shù)碼管是靠了6個(gè)三極管來控制,那我們?nèi)绾蝸碜寯?shù)碼管同時(shí)顯示呢?這就用到了動態(tài)顯示的概念。 多個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù)字的時(shí)候,我們實(shí)際上是輪流點(diǎn)亮數(shù)碼管(一個(gè)時(shí)刻內(nèi)只有一個(gè)數(shù)碼管是亮的),利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象(也叫余輝效應(yīng)),就可以做到看起來是所有數(shù)碼管都同時(shí)亮了,這就是動態(tài)顯示,也叫做動態(tài)掃描。 例如:有2個(gè)數(shù)碼管,我們要顯示“12”這個(gè)數(shù)字,先讓高位的位選三極管導(dǎo)通,然后控制段選讓其顯示“1”,延時(shí)一定時(shí)間后再讓低位的位選三極管導(dǎo)通,然后控制段選讓其顯示“2”。把這個(gè)流程以一定的速度循環(huán)運(yùn)行就可以讓數(shù)碼管顯示出“12”,由于交替速度非常快,人眼識別到的就是“12”這兩位數(shù)字同時(shí)亮了。 那么一個(gè)數(shù)碼管需要點(diǎn)亮多長時(shí)間呢?也就是說要多長時(shí)間完成一次全部數(shù)碼管的掃描呢(很明顯:整體掃描時(shí)間=單個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮?xí)r間*數(shù)碼管個(gè)數(shù))?答案是:10ms以內(nèi)。當(dāng)電視機(jī)和顯示器還處在CRT(電子顯像管)時(shí)代的時(shí)候,有一句很流行的廣告語——“100Hz無閃爍”,沒錯,只要刷新率大于100Hz,即刷新時(shí)間小于10ms,就可以做到無閃爍,這也就是我們的動態(tài)掃描的硬性指標(biāo)。那么你也許會問,有最小值的限制嗎?理論上沒有,但實(shí)際上做到更快的刷新卻沒有任何進(jìn)步的意義了,因?yàn)橐呀?jīng)無閃爍了,再快也還是無閃爍,只是徒然增加CPU的負(fù)荷而已(因?yàn)?秒內(nèi)要執(zhí)行更多次的掃描程序)。所以,通常我們設(shè)計(jì)程序的時(shí)候,都是取一個(gè)接近10ms,又比較規(guī)整的值就行了。我們開發(fā)板上有6個(gè)數(shù)碼管,那么我們現(xiàn)在就來著手寫一個(gè)數(shù)碼管動態(tài)掃描的程序,實(shí)現(xiàn)兼驗(yàn)證上面講的動態(tài)顯示原理。 我們的目標(biāo)還是實(shí)現(xiàn)秒表功能,只不過這次有6個(gè)位了,最大可以計(jì)到999999秒。那么現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)的這個(gè)程序相對于前幾章的例程來說就要復(fù)雜的多了,既要處理秒表計(jì)數(shù),又要處理動態(tài)掃描。在編寫這類稍復(fù)雜的程序時(shí),建議初學(xué)者們先用程序流程圖來把程序的整個(gè)流程理清,在動手寫程序之前先把整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)框架搭好,把每一個(gè)環(huán)節(jié)要實(shí)現(xiàn)的功能先細(xì)化出來,然后再用程序代碼一步一步的去實(shí)現(xiàn)出來。這樣就可以避免無處下筆的迷茫感了。如圖6-1就是本例的程序流程圖,大家先根據(jù)流程圖把程序的執(zhí)行經(jīng)過在大腦里走一遍,然后再看接下來的程序代碼,體會一下流程圖的作用,看是不是能幫助你更順暢的理清程序流程。 圖6-1數(shù)碼管動態(tài)顯示秒表程序流程圖 #include sbitADDR0=P1^0; sbitADDR1=P1^1; sbitADDR2=P1^2; sbitADDR3=P1^3; sbitENLED=P1^4; unsignedcharcodeLedChar[]={//數(shù)碼管顯示字符轉(zhuǎn)換表 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E }; unsignedcharLedBuff[6]={//數(shù)碼管顯示緩沖區(qū),初值0xFF確保啟動時(shí)都不亮 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF }; voidmain() { unsignedchari=0;//動態(tài)掃描的索引 unsignedintcnt=0;//記錄T0中斷次數(shù) unsignedlongsec=0;//記錄經(jīng)過的秒數(shù) ENLED=0;//使能U3,選擇控制數(shù)碼管 ADDR3=1;//因?yàn)樾枰獎討B(tài)改變ADDR0-2的值,所以不需要再初始化了 TMOD=0x01;//設(shè)置T0為模式1 TH0=0xFC;//為T0賦初值0xFC67,定時(shí)1ms TL0=0x67; TR0=1;//啟動T0 while(1) { if(TF0==1)//判斷T0是否溢出 { TF0=0;//T0溢出后,清零中斷標(biāo)志 TH0=0xFC;//并重新賦初值 TL0=0x67; cnt++;//計(jì)數(shù)值自加1 if(cnt>=1000)//判斷T0溢出是否達(dá)到1000次 { cnt=0;//達(dá)到1000次后計(jì)數(shù)值清零 sec++;//秒計(jì)數(shù)自加1 //以下代碼將sec按十進(jìn)制位從低到高依次提取并轉(zhuǎn)為數(shù)碼管顯示字符 LedBuff[0]=LedChar[sec%10]; LedBuff[1]=LedChar[sec/10%10]; LedBuff[2]=LedChar[sec/100%10]; LedBuff[3]=LedChar[sec/1000%10]; LedBuff[4]=LedChar[sec/10000%10]; LedBuff[5]=LedChar[sec/100000%10]; } //以下代碼完成數(shù)碼管動態(tài)掃描刷新 if(i==0) {ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[0];} elseif(i==1) {ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[1];} elseif(i==2) {ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[2];} elseif(i==3) {ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[3];} elseif(i==4) {ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[4];} elseif(i==5) {ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=1;i=0;P0=LedBuff[5];} } } } 這段程序,大家自己抄到Keil中,然后邊抄邊結(jié)合程序流程圖來理解,最終下載到實(shí)驗(yàn)板上看一下運(yùn)行結(jié)果。其中下邊的if...else語句就是每1ms快速的刷新一個(gè)數(shù)碼管,這樣6個(gè)數(shù)碼管整體刷新一遍的時(shí)間就是6ms,視覺感官上就是6個(gè)數(shù)碼管同時(shí)亮起來了。 在C語言中,“/”等同于數(shù)學(xué)里的除法運(yùn)算,而“%”等同于我們小學(xué)學(xué)的求余數(shù)運(yùn)算,這個(gè)前邊已有介紹。如果是123456這個(gè)數(shù)字,我們要正常顯示在數(shù)碼管上,個(gè)位顯示,就是直接對10取余數(shù),這個(gè)“6”就出來了,十位數(shù)字就是先除以10,然后再對10取余數(shù),以此類推,就把6個(gè)數(shù)字全部顯示出來了。 對于多選一的動態(tài)刷新數(shù)碼管的方式,我們?nèi)绻胹witch會有更好的效果,大家來看一下我們用switch語句完成的情況。 #include sbitADDR0=P1^0; sbitADDR1=P1^1; sbitADDR2=P1^2; sbitADDR3=P1^3; sbitENLED=P1^4; unsignedcharcodeLedChar[]={//數(shù)碼管顯示字符轉(zhuǎn)換表 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E }; unsignedcharLedBuff[6]={//數(shù)碼管顯示緩沖區(qū),初值0xFF確保啟動時(shí)都不亮 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF }; voidmain() { unsignedchari=0;//動態(tài)掃描的索引 unsignedintcnt=0;//記錄T0中斷次數(shù) unsignedlongsec=0;//記錄經(jīng)過的秒數(shù) ENLED=0;//使能U3,選擇控制數(shù)碼管 ADDR3=1;//因?yàn)樾枰獎討B(tài)改變ADDR0-2的值,所以不需要再初始化了 TMOD=0x01;//設(shè)置T0為模式1 TH0=0xFC;//為T0賦初值0xFC67,定時(shí)1ms TL0=0x67; TR0=1;//啟動T0 while(1) { if(TF0==1)//判斷T0是否溢出 { TF0=0;//T0溢出后,清零中斷標(biāo)志 TH0=0xFC;//并重新賦初值 TL0=0x67; cnt++;//計(jì)數(shù)值自加1 if(cnt>=1000)//判斷T0溢出是否達(dá)到1000次 { cnt=0;//達(dá)到1000次后計(jì)數(shù)值清零 sec++;//秒計(jì)數(shù)自加1 //以下代碼將sec按十進(jìn)制位從低到高依次提取并轉(zhuǎn)為數(shù)碼管顯示字符 LedBuff[0]=LedChar[sec%10]; LedBuff[1]=LedChar[sec/10%10]; LedBuff[2]=LedChar[sec/100%10]; LedBuff[3]=LedChar[sec/1000%10]; LedBuff[4]=LedChar[sec/10000%10]; LedBuff[5]=LedChar[sec/100000%10]; } //以下代碼完成數(shù)碼管動態(tài)掃描刷新 switch(i) { case0:ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[0];break; case1:ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[1];break; case2:ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[2];break; case3:ADDR2=0;ADDR1=1;ADDR0=1;i++;P0=LedBuff[3];break; case4:ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[4];break; case5:ADDR2=1;ADDR1=0;ADDR0=1;i=0;P0=LedBuff[5];break; default:break; } } } } 程序完成的功能是一模一樣的,但大家看一下,switch語句是不是比if...else語句顯得要整齊清爽呢。 1.4.2數(shù)碼管顯示消隱 不知道同學(xué)們是否發(fā)現(xiàn)了,我們的這兩個(gè)數(shù)碼管動態(tài)顯示程序的運(yùn)行效果似乎并不是那么完美,第一個(gè)小問題,大家仔細(xì)看,數(shù)碼管的不應(yīng)該亮的段,似乎有微微的發(fā)亮,這種現(xiàn)象叫做“鬼影”,這個(gè)“鬼影”嚴(yán)重影響了我們的視覺效果,我們該如何解決呢? 同學(xué)們在今后可能會遇到各種各樣的實(shí)際問題,可能很多都是我們沒有講過的,遇到問題怎么辦呢?大家要相信,你作為初學(xué)者,遇到的問題肯定不是第一個(gè)遇到的,肯定有前輩已經(jīng)遇到過相同的或類似的問題,他們一般都會在網(wǎng)上發(fā)表各種帖子,各種討論,所以大家遇到問題,首先就應(yīng)該形成一個(gè)到網(wǎng)上搜索的條件反射,這個(gè)問題大家可以到網(wǎng)上搜:“數(shù)碼管消隱”或者“數(shù)碼管鬼影解決”,多找相關(guān)關(guān)鍵詞搜索試試,會搜索也是一種能力。 大家在網(wǎng)上搜了一下會發(fā)現(xiàn),解決這類問題的方法有兩個(gè),其中之一是延時(shí),延時(shí)之后我們?nèi)庋劬涂赡芸床坏竭@個(gè)“鬼影”了。但是延時(shí)是一個(gè)非常拙劣的手段,且不說延時(shí)多久能讓我們看不到“鬼影”,延時(shí)后,我們的數(shù)碼管亮度會普遍降低。我們解決問題呢,不能只知其然,還要知其所以然,那么我們首先就來弄明白為什么會出現(xiàn)“鬼影”。 “鬼影”的出現(xiàn),主要是在數(shù)碼管位選和段選產(chǎn)生的瞬態(tài)造成的。舉個(gè)簡單例子,我們在數(shù)碼管動態(tài)顯示的那部分程序中,實(shí)際上每一個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮的持續(xù)時(shí)間是1ms的時(shí)間,1ms后進(jìn)行下個(gè)數(shù)碼管的切換。在進(jìn)行數(shù)碼管切換的時(shí)候,比如我們從case5要切換到case0的時(shí)候,case5的位選用的是ADDR0=1;ADDR1=0;ADDR2=1;假如此刻case5也就是最高位數(shù)碼管對應(yīng)的值是0,我們要切換成的case0的數(shù)碼管位選是ADDR0=0;ADDR1=0;ADDR2=0;而對應(yīng)的數(shù)碼管的值假如是1。又因?yàn)镃語言程序是一句一句順序往下執(zhí)行的,每一條語句的執(zhí)行都會占用一定的時(shí)間,即使這個(gè)時(shí)間非常非常短暫。但是當(dāng)我們把“ADDR0=1”改變成“ADDR0=0”的時(shí)候,這個(gè)瞬間存在了一個(gè)中間狀態(tài)ADDR0=0;ADDR1=0;ADDR2=1;在這個(gè)瞬間上,我們就給case4對應(yīng)的數(shù)碼管DS5瞬間賦值了0。當(dāng)我們?nèi)繉懲炅薃DDR0=0;ADDR1=0;ADDR2=0;后,這個(gè)時(shí)候,我們的P0還沒有正式賦值,而P0此刻卻保持了前一次的值,也就是在這個(gè)瞬間,我們又給case0對應(yīng)的數(shù)碼管DS1賦值了一個(gè)0。直到我們把case0后邊的語句全部完成后,我們的刷新才正式完成。而在這個(gè)刷新過程中,有2個(gè)瞬間我們給錯誤的數(shù)碼管賦了值,雖然很弱(因?yàn)榱恋臅r(shí)間很短),但是我們還是能夠發(fā)現(xiàn)。 那么搞明白了原理后,解決起來就不是困難的事情了,我們只要避開這個(gè)瞬間錯誤就可以了。不產(chǎn)生瞬間錯誤的方法是,在進(jìn)行位選切換期間,避免一切數(shù)碼管的賦值即可。方法有兩個(gè),一個(gè)方法是刷新之前關(guān)閉所有的段,改變好了位選后,再打開段即可;第二個(gè)方法是關(guān)閉數(shù)碼管的位,賦值過程都做好后,再重新打開即可。這個(gè)不是很難,答案我都公布一下。 關(guān)閉段:在switch(i)這句程序之前,加一句P0=0xFF;這樣就把數(shù)碼管所有的段都關(guān)閉了,當(dāng)把“ADDR”的值全部搞定后,再給P0賦對應(yīng)的值即可。 關(guān)閉位:在switch(i)這句程序之前,加上一句ENLED=1;等到把ADDR2=0;ADDR1=0;ADDR0=0;i++;P0=LedBuff[0];這幾條刷新程序全部寫完后,再加上一句ENLED=0;然后再進(jìn)行break操作即可。 這個(gè)地方邏輯思路上稍微有點(diǎn)復(fù)雜,大家一定要理解深刻,深刻理解,徹底弄明白,把這個(gè)瞬間的問題弄明白了,后邊很多牽扯到此類情況的問題,我們都可以一并搞定。 上邊的數(shù)碼管程序還有第二個(gè)問題,大家仔細(xì)看,我們的數(shù)碼管上的數(shù)字每一秒變化一次,變化的時(shí)候,不參加變化的數(shù)碼管可能出現(xiàn)一次抖動,這個(gè)抖動沒有什么專業(yè)的名字,我們就稱之為數(shù)碼管抖動吧。這種數(shù)碼管抖動是什么原因造成的呢?為何在數(shù)據(jù)改變的時(shí)候才抖動呢? 來分析一下我們的程序,程序在定時(shí)到1秒的時(shí)候,執(zhí)行了“秒數(shù)+1并轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管顯示字符”這個(gè)操作,一個(gè)32位整型數(shù)的除法運(yùn)算,實(shí)際上是比較耗費(fèi)時(shí)間的,至于這一段程序究竟耗費(fèi)了多少時(shí)間,大家可以通過第四章講的調(diào)試方法來看看這段程序運(yùn)行用了多少時(shí)間。由于每次定時(shí)到1秒的時(shí)候,程序都多運(yùn)行了這么一段,導(dǎo)致了某個(gè)數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間比其他情況下要長一些,總時(shí)間就變成了1ms+本段程序運(yùn)行時(shí)間,于此同時(shí),其它的數(shù)碼管就熄滅了5ms+本段程序運(yùn)行時(shí)間,如果這段程序運(yùn)行時(shí)間非常短,那么可以忽略不計(jì),但很明顯,現(xiàn)在這段程序運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)比較長了,以致于嚴(yán)重影響到視覺效果了,所以我們要采取另外一種思路去解決這個(gè)問題。 1.5單片機(jī)中斷系統(tǒng)1.5.1中斷的產(chǎn)生背景 請?jiān)O(shè)想這樣一個(gè)場景:此刻我正在廚房用煤氣燒一壺水,而燒開一壺水剛好需要10分鐘,我是一個(gè)主體,燒水是一個(gè)目的,而且我只能時(shí)時(shí)刻刻在這里燒水,因?yàn)橐坏┧_了,溢出來澆滅煤氣的話,有可能引發(fā)一場災(zāi)難。但就在這個(gè)時(shí)候呢,我又聽到了電視里傳來《天龍八部》的主題歌,馬上就要開演了,我真想奪門而出,去看我最喜歡的電視劇。然而,聽到這個(gè)水壺發(fā)出的“咕嘟”的聲音,我清楚:除非等水燒開了,否則我是無法享受我喜歡的電視劇的。 這里邊主體只有一個(gè)我,而我要做的有兩件事情,一個(gè)是看電視,一個(gè)是燒水,而電視和燒水是兩個(gè)獨(dú)立的客體,它們是同時(shí)進(jìn)行的。其中燒水需要10分鐘,但不需要了解燒水的過程,只需要得到水燒開的這樣一個(gè)結(jié)果就行了,提下水壺和關(guān)閉煤氣只需要幾秒的時(shí)間而已。所以我們采取的辦法就是:燒水的時(shí)候,定上一個(gè)鬧鐘,定時(shí)10分鐘,然后我就可以安心看電視了。當(dāng)10分鐘時(shí)間到了,鬧鐘響了,此刻水也燒開了,我就過去把煤氣滅掉,然后繼續(xù)回來看電視就可以了。 這個(gè)場景和單片機(jī)有什么關(guān)系呢? 在單片機(jī)的程序處理過程中也有很多類似的場景,當(dāng)單片機(jī)正在專心致志的做一件事情(看電視)的時(shí)候,總會有一件或者多件緊迫或者不緊迫的事情發(fā)生,需要我們?nèi)リP(guān)注,有一些需要我們停下手頭的工作去馬上去處理(比如水開了),只有處理完了,才能回頭繼續(xù)完成剛才的工作(看電視)。這種情況下單片機(jī)的中斷系統(tǒng)就該發(fā)揮它的強(qiáng)大作用了,合理巧妙的利用中斷,不僅可以使我們獲得處理突發(fā)狀況的能力,而且可以使單片機(jī)能夠“同時(shí)”完成多項(xiàng)任務(wù)。 1.5.2定時(shí)器中斷的應(yīng)用 在第五章我們學(xué)過了定時(shí)器,而實(shí)際上定時(shí)器一般用法都是采取中斷方式來做的,我是故意在第五章用查詢法,就是使用if(TF0==1)這樣的語句先用定時(shí)器,目的是明確告訴同學(xué)們,定時(shí)器和中斷不是一回事,定時(shí)器是單片機(jī)模塊的一個(gè)資源,確確實(shí)實(shí)存在的一個(gè)模塊,而中斷,是單片機(jī)的一種運(yùn)行機(jī)制。尤其是初學(xué)者們,很多人會誤以為定時(shí)器和中斷是一個(gè)東西,只有定時(shí)器才會觸發(fā)中斷,但實(shí)際上很多事件都會觸發(fā)中斷的,除了“燒水”,還有“有人按門鈴”,“來電話了”等等。 標(biāo)準(zhǔn)51單片機(jī)中控制中斷的寄存器有兩個(gè),一個(gè)是中斷使能寄存器,另一個(gè)是中斷優(yōu)先級寄存器,這里先介紹中斷使能寄存器,如表6-1和表6-2所示。隨著一些增強(qiáng)型51單片機(jī)的問世,可能會有增加的寄存器,大家理解了我們這里所講的,其它的通過自己研讀數(shù)據(jù)手冊就可以理解明白并且用起來了。 |
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