第三十二节：数码管中的倒计时程序。
开场白：
上一节讲了一二级菜单的综合程序，这一节要教会大家三个知识点：
第一个：通过本程序，继续加深理解按键与数码管的关联方法。
第二个：复习一下我在第五节教给大家的时间校正法。
第三个：继续加深熟悉鸿哥首次提出的“一二级菜单显示理论”：凡是人机界面显示，不管是数码管还是液晶屏，都可以把显示的内容分成不同的窗口来显示，每个显示的窗口中又可以分成不同的局部显示。其中窗口就是一级菜单，用ucWd变量表示。局部就是二级菜单，用ucPart来表示。不同的窗口，会有不同的更新显示变量ucWdXUpdate来对应，表示整屏全部更新显示。不同的局部，也会有不同的更新显示变量ucWdXPartYUpdate来对应，表示局部更新显示。
具体内容，请看源代码讲解。
（1）硬件平台：基于朱兆祺51单片机学习板。启动和暂停键对应S1键，复位键对应S5键。
（2）实现功能：按下启动暂停按键时，倒计时开始工作，再按一次启动暂停按键时，则暂停倒计时。在任何时候，按下复位按键，倒计时将暂停工作，并且恢复倒计时当前默认值99。
（3）源代码讲解如下：
#include "REG52.H"
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_voice_long 200 //蜂鸣器长叫的持续时间
#define const_key_time1 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_key_time2 20 //按键去抖动延时的时间
#define const_dpy_time_half 200 //数码管闪烁时间的半值
#define const_dpy_time_all 400 //数码管闪烁时间的全值 一定要比const_dpy_time_half 大
/* 注释一：
* 如何知道1秒钟需要多少个定时中断？
* 这个需要编写一段小程序测试，得到测试的结果后再按比例修正。
* 步骤：
* 第一步：在程序代码上先写入1秒钟大概需要200个定时中断。
* 第二步：把程序烧录进单片机后，上电开始测试，手上同步打开手机里的秒表。
* 如果单片机倒计时跑完了99秒，而手机上的秒表才走了45秒。
* 第三步：那么最终得出1秒钟需要的定时中断次数是:const_1s=(200*99)/45=440
*/
#define const_1s 440 //大概一秒钟所需要的定时中断次数
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
//驱动数码管的74HC595
void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);
void display_drive(); //显示数码管字模的驱动函数
void display_service(); //显示的窗口菜单服务程序
//驱动LED的74HC595
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);
void T0_time(); //定时中断函数
void key_service(); //按键服务的应用程序
void key_scan();//按键扫描函数 放在定时中断里
sbit key_sr1=P0^0; //对应朱兆祺学习板的S1键
sbit key_sr2=P0^1; //对应朱兆祺学习板的S5键
sbit key_gnd_dr=P0^4; //模拟独立按键的地GND，因此必须一直输出低电平
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit led_dr=P3^5; //作为中途暂停指示灯 亮的时候表示中途暂停
sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //数码管的74HC595程序
sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;
sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;
sbit hc595_sh_dr=P2^3; //LED灯的74HC595程序
sbit hc595_st_dr=P2^4;
sbit hc595_ds_dr=P2^5;
unsigned char ucKeySec=0; //被触发的按键编号
unsigned int uiKeyTimeCnt1=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock1=0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiKeyTimeCnt2=0; //按键去抖动延时计数器
unsigned char ucKeyLock2=0; //按键触发后自锁的变量标志
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
unsigned char ucDigShow8; //第8位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow7; //第7位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow6; //第6位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow5; //第5位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow4; //第4位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow3; //第3位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow2; //第2位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigShow1; //第1位数码管要显示的内容
unsigned char ucDigDot8; //数码管8的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot7; //数码管7的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot6; //数码管6的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot5; //数码管5的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot4; //数码管4的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot3; //数码管3的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot2; //数码管2的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigDot1; //数码管1的小数点是否显示的标志
unsigned char ucDigShowTemp=0; //临时中间变量
unsigned char ucDisplayDriveStep=1; //动态扫描数码管的步骤变量
unsigned char ucWd=1; //本程序的核心变量，窗口显示变量。类似于一级菜单的变量。代表显示不同的窗口。
unsigned char ucWd1Update=1; //窗口1更新显示标志
unsigned char ucCountDown=99; //倒计时的当前值
unsigned char ucStartFlag=0; //暂停与启动的标志位
unsigned int uiTimeCnt=0; //倒计时的时间计时器
unsigned char ucTemp1=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp2=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp3=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp4=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp5=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp6=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp7=0; //中间过渡变量
unsigned char ucTemp8=0; //中间过渡变量
//根据原理图得出的共阴数码管字模表
code unsigned char dig_table[]=
{
0x3f, //0 序号0
0x06, //1 序号1
0x5b, //2 序号2
0x4f, //3 序号3
0x66, //4 序号4
0x6d, //5 序号5
0x7d, //6 序号6
0x07, //7 序号7
0x7f, //8 序号8
0x6f, //9 序号9
0x00, //无 序号10
0x40, //- 序号11
0x73, //P 序号12
};
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
key_service(); //按键服务的应用程序
display_service(); //显示的窗口菜单服务程序
}
}
/* 注释二：
*鸿哥首次提出的"一二级菜单显示理论"：
*凡是人机界面显示，不管是数码管还是液晶屏，都可以把显示的内容分成不同的窗口来显示，
*每个显示的窗口中又可以分成不同的局部显示。其中窗口就是一级菜单，用ucWd变量表示。
*局部就是二级菜单，用ucPart来表示。不同的窗口，会有不同的更新显示变量ucWdXUpdate来对应，
*表示整屏全部更新显示。不同的局部，也会有不同的更新显示变量ucWdXPartYUpdate来对应，表示局部更新显示。
*/
void display_service() //显示的窗口菜单服务程序
{
//由于本程序只有一个窗口，读者在做实际项目的时候，可以省略switch(ucWd)
switch(ucWd) //本程序的核心变量，窗口显示变量。类似于一级菜单的变量。代表显示不同的窗口。
{
case 1: //显示窗口1的数据
if(ucWd1Update==1) //窗口1要全部更新显示
{
ucWd1Update=0; //及时清零标志，避免一直进来扫描
ucTemp8=10; //显示空
ucTemp7=10; //显示空
ucTemp6=10; //显示空
ucTemp5=10; //显示空
ucTemp4=10; //显示空
ucTemp3=10; //显示空
ucTemp2=ucCountDown/10; //倒计时的当前值
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()//按键扫描函数 放在定时中断里
{
if(key_sr1==1)//IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock1=0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt1=0;//按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。
}
else if(ucKeyLock1==0)//有按键按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt1++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt1>const_key_time1)
{
uiKeyTimeCnt1=0;
ucKeyLock1=1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec=1; //触发1号键
}
}
if(key_sr2==1)//IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位
{
ucKeyLock2=0; //按键自锁标志清零
uiKeyTimeCnt2=0;//按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。
}
else if(ucKeyLock2==0)//有按键按下，且是第一次被按下
{
uiKeyTimeCnt2++; //累加定时中断次数
if(uiKeyTimeCnt2>const_key_time2)
{
uiKeyTimeCnt2=0;
ucKeyLock2=1; //自锁按键置位,避免一直触发
ucKeySec=2; //触发2号键
}
}
}
void key_service() //按键服务的应用程序
{
switch(ucKeySec) //按键服务状态切换
{
case 1:// 启动和暂停按键 对应朱兆祺学习板的S1键
//由于本程序只有一个窗口，读者在做实际项目的时候，可以省略switch(ucWd)
switch(ucWd) //在不同的窗口下，设置不同的参数
{
case 1:
if(ucStartFlag==0) //如果原来处于暂停的状态，则启动
{
ucStartFlag=1; //启动
}
else //如果原来处于启动的状态，则暂停
{
ucStartFlag=0; //暂停
}
break;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。
ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发
break;
case 2:// 复位按键 对应朱兆祺学习板的S5键
//由于本程序只有一个窗口，读者在做实际项目的时候，可以省略switch(ucWd)
switch(ucWd) //在不同的窗口下，设置不同的参数
{
case 1:
ucStartFlag=0; //暂停
ucCountDown=99; //恢复倒计时的默认值99
uiTimeCnt=0; //倒计时的时间计时器清零
ucWd1Update=1; //窗口1更新显示标志 只要ucCountDown变化了，就要更新显示一次
break;
}
uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。
ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发
break;
}
}
void display_drive()
{
//以下程序，如果加一些数组和移位的元素，还可以压缩容量。但是鸿哥追求的不是容量，而是清晰的讲解思路
switch(ucDisplayDriveStep)
{
case 1: //显示第1位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];
if(ucDigDot1==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);
break;
case 2: //显示第2位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];
if(ucDigDot2==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);
break;
case 3: //显示第3位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];
if(ucDigDot3==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);
break;
case 4: //显示第4位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow4];
if(ucDigDot4==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xf7);
break;
case 5: //显示第5位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow5];
if(ucDigDot5==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xef);
break;
case 6: //显示第6位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow6];
if(ucDigDot6==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xdf);
break;
case 7: //显示第7位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow7];
if(ucDigDot7==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xbf);
break;
case 8: //显示第8位
ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow8];
if(ucDigDot8==1)
{
ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点
}
dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0x7f);
break;
}
ucDisplayDriveStep++;
if(ucDisplayDriveStep>8) //扫描完8个数码管后，重新从第一个开始扫描
{
ucDisplayDriveStep=1;
}
}
//数码管的74HC595驱动函数
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引脚的上升沿把数据送入寄存器
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引脚的上升沿把数据送入寄存器
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
dig_hc595_st_dr=0; //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来
delay_short(1);
dig_hc595_st_dr=1;
delay_short(1);
dig_hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干扰就增强
dig_hc595_st_dr=0;
dig_hc595_ds_dr=0;
}
//LED灯的74HC595驱动函数
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引脚的上升沿把数据送入寄存器
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引脚的上升沿把数据送入寄存器
delay_short(1);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(1);
ucTempData=ucTempData<<1;
}
hc595_st_dr=0; //ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来
delay_short(1);
hc595_st_dr=1;
delay_short(1);
hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干扰就增强
hc595_st_dr=0;
hc595_ds_dr=0;
}
void T0_time() interrupt 1
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
key_scan(); //按键扫描函数
if(ucStartFlag==1) //启动倒计时的计时器
{
uiTimeCnt++;
if(uiTimeCnt>=const_1s) //1秒钟的时间到
{
if(ucCountDown!=0) //加这个判断，就是避免在0的情况下减1
{
ucCountDown--; //倒计时当前显示值减1
}
if(ucCountDown==0) //倒计时结束
{
ucStartFlag=0; //暂停
uiVoiceCnt=const_voice_long; //蜂鸣器触发提醒，滴一声就停。
}
ucWd1Update=1; //窗口1更新显示标志
uiTimeCnt=0; //计时器清零，准备从新开始计时
}
}
if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1，直到等于零为止。才停止鸣叫
beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制，低电平就开始鸣叫。
// beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制，低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //此处多加一个空指令，想维持跟if括号语句的数量对称，都是两条指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制，高电平就停止鸣叫。
// beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制，高电平就停止鸣叫。
}
display_drive(); //数码管字模的驱动函数
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //开中断
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;i<uiDelayShort;i++)
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
{
for(j=0;j<500;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself() //第一区 初始化单片机
{
/* 注释三：
* 矩阵键盘也可以做独立按键，前提是把某一根公共输出线输出低电平，
* 模拟独立按键的触发地，本程序中，把key_gnd_dr输出低电平。
* 朱兆祺51学习板的S1就是本程序中用到的一个独立按键。
*/
key_gnd_dr=0; //模拟独立按键的地GND，因此必须一直输出低电平
led_dr=0; //关闭独立LED灯
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
hc595_drive(0x00,0x00); //关闭所有经过另外两个74HC595驱动的LED灯
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
ucDigDot8=0; //小数点全部不显示
ucDigDot7=0;
ucDigDot6=0;
ucDigDot5=0;
ucDigDot4=0;
ucDigDot3=0;
ucDigDot2=0;
ucDigDot1=0;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
