第22节：独立按键控制跑马灯的方向
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从业将近十年!手把手教你单片机程序框架 第22讲：
开场白：
上一节讲了多任务并行处理两路跑马灯的程序。这一节要教会大家一个知识点：如何通过一个中间变量把按键跟跑马灯的任务有效的关联起来。
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。用矩阵键盘中的S1键作为改变方向的独立按键，记得把输出线P0.4一直输出低电平，模拟独立按键的触发地GND。
(2)实现功能：
第1个至第8个LED灯一直不亮。在第9个至第16个LED灯，依次逐个亮灯并且每次只能亮一个灯。按一次独立按键S1，将会更改跑马灯的运动方向。
(3)源代码讲解如下：
#include "REG52.H"
#define const_time_level_09_16 300 //第9个至第16个LED跑马灯的速度延时时间
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_key_time1 20 //按键去抖动延时的时间
void initial_myself();
void initial_peripheral();
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void led_flicker_09_16(); //第9个至第16个LED的跑马灯程序，逐个亮并且每次只能亮一个.
void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);
void led_update(); //LED更新函数
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 hc595_sh_dr=P2^3;
sbit hc595_st_dr=P2^4;
sbit hc595_ds_dr=P2^5;
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口
sbit key_sr1=P0^0; //对应朱兆祺学习板的S1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
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 uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
unsigned char ucLed_dr1=0; //代表16个灯的亮灭状态，0代表灭，1代表亮
unsigned char ucLed_dr2=0;
unsigned char ucLed_dr3=0;
unsigned char ucLed_dr4=0;
unsigned char ucLed_dr5=0;
unsigned char ucLed_dr6=0;
unsigned char ucLed_dr7=0;
unsigned char ucLed_dr8=0;
unsigned char ucLed_dr9=0;
unsigned char ucLed_dr10=0;
unsigned char ucLed_dr11=0;
unsigned char ucLed_dr12=0;
unsigned char ucLed_dr13=0;
unsigned char ucLed_dr14=0;
unsigned char ucLed_dr15=0;
unsigned char ucLed_dr16=0;
unsigned char ucLed_update=0; //刷新变量。每次更改LED灯的状态都要更新一次。
unsigned char ucLedStep_09_16=0; //第9个至第16个LED跑马灯的步骤变量
unsigned int uiTimeCnt_09_16=0; //第9个至第16个LED跑马灯的统计定时中断次数的延时计数器
unsigned char ucLedStatus16_09=0; //代表底层74HC595输出状态的中间变量
unsigned char ucLedStatus08_01=0; //代表底层74HC595输出状态的中间变量
unsigned char ucLedDirFlag=0; //方向变量，把按键与跑马灯关联起来的核心变量,0代表正方向，1代表反方向
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
led_flicker_09_16(); //第9个至第16个LED的跑马灯程序，逐个亮并且每次只能亮一个.
led_update(); //LED更新函数
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
{
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
}
}
}
void key_service() //按键服务的应用程序
{
switch(ucKeySec) //按键服务状态切换
{
case 1:// 改变跑马灯方向的按键 对应朱兆祺学习板的S1键
if(ucLedDirFlag==0) //通过中间变量改变跑马灯的方向
{
ucLedDirFlag=1;
}
else
{
ucLedDirFlag=0;
}
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 led_update() //LED更新函数
{
if(ucLed_update==1)
{
ucLed_update=0; //及时清零，让它产生只更新一次的效果，避免一直更新。
if(ucLed_dr1==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x01;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xfe;
}
if(ucLed_dr2==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x02;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xfd;
}
if(ucLed_dr3==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x04;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xfb;
}
if(ucLed_dr4==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x08;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xf7;
}
if(ucLed_dr5==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x10;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xef;
}
if(ucLed_dr6==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x20;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xdf;
}
if(ucLed_dr7==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x40;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xbf;
}
if(ucLed_dr8==1)
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x80;
}
else
{
ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0x7f;
}
if(ucLed_dr9==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x01;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xfe;
}
if(ucLed_dr10==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x02;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xfd;
}
if(ucLed_dr11==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x04;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xfb;
}
if(ucLed_dr12==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x08;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xf7;
}
if(ucLed_dr13==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x10;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xef;
}
if(ucLed_dr14==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x20;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xdf;
}
if(ucLed_dr15==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x40;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xbf;
}
if(ucLed_dr16==1)
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x80;
}
else
{
ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0x7f;
}
hc595_drive(ucLedStatus16_09,ucLedStatus08_01); //74HC595底层驱动函数
}
}
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(15);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(15);
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(15);
hc595_sh_dr=1;
delay_short(15);
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(15);
hc595_st_dr=1;
delay_short(15);
hc595_sh_dr=0; //拉低，抗干扰就增强
hc595_st_dr=0;
hc595_ds_dr=0;
}
/* 注释一：
* 以下程序，要学会如何通过中间变量，把按键和跑马灯的任务关联起来
*/
void led_flicker_09_16() //第9个至第16个LED的跑马灯程序，逐个亮并且每次只能亮一个.
{
switch(ucLedStep_09_16)
{
case 0:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr16=0; //第16个灭
ucLed_dr9=1; //第9个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=1; //切换到下一个步骤
}
else //反方向
{
ucLed_dr15=1; //第15个亮
ucLed_dr16=0; //第16个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=7; //返回上一个步骤
}
}
break;
case 1:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr9=0; //第9个灭
ucLed_dr10=1; //第10个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=2; //切换到下一个步骤
}
else //反方向
{
ucLed_dr16=1; //第16个亮
ucLed_dr9=0; //第9个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=0; //返回上一个步骤
}
}
break;
case 2:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr10=0; //第10个灭
ucLed_dr11=1; //第11个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=3; //切换到下一个步骤
}
else //反方向
{
ucLed_dr9=1; //第9个亮
ucLed_dr10=0; //第10个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=1; //返回上一个步骤
}
}
break;
case 3:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr11=0; //第11个灭
ucLed_dr12=1; //第12个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=4; //切换到下一个步骤
}
else //反方向
{
ucLed_dr10=1; //第10个亮
ucLed_dr11=0; //第11个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=2; //返回上一个步骤
}
}
break;
case 4:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr12=0; //第12个灭
ucLed_dr13=1; //第13个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=5; //切换到下一个步骤
}
else //反方向
{
ucLed_dr11=1; //第11个亮
ucLed_dr12=0; //第12个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=3; //返回上一个步骤
}
}
break;
case 5:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr13=0; //第13个灭
ucLed_dr14=1; //第14个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=6; //切换到下一个步骤
}
else //反方向
{
ucLed_dr12=1; //第12个亮
ucLed_dr13=0; //第13个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=4; //返回上一个步骤
}
}
break;
case 6:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr14=0; //第14个灭
ucLed_dr15=1; //第15个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=7; //切换到下一个步骤
}
else //反方向
{
ucLed_dr13=1; //第13个亮
ucLed_dr14=0; //第14个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=5; //返回上一个步骤
}
}
break;
case 7:
if(uiTimeCnt_09_16>=const_time_level_09_16) //时间到
{
uiTimeCnt_09_16=0; //时间计数器清零
if(ucLedDirFlag==0) //正方向
{
ucLed_dr15=0; //第15个灭
ucLed_dr16=1; //第16个亮
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=0; //返回到开始处，重新开始新的一次循环
}
else //反方向
{
ucLed_dr14=1; //第14个亮
ucLed_dr15=0; //第15个灭
ucLed_update=1; //更新显示
ucLedStep_09_16=6; //返回上一个步骤
}
}
break;
}
}
void T0_time() interrupt 1
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
if(uiTimeCnt_09_16<0xffff) //设定这个条件，防止uiTimeCnt超范围。
{
uiTimeCnt_09_16++; //累加定时中断的次数，
}
key_scan(); //按键扫描函数
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。
}
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。
}
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
TR0=1; //开中断
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;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
{
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
{
/* 注释二：
* 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
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xf8; //重装初始值(65535-2000)=63535=0xf82f
TL0=0x2f;
}
void initial_peripheral() //第二区 初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}
总结陈词：
这一节讲了独立按键控制跑马灯的方向。如果按键要控制跑马灯的速度，我们该怎么编写程序呢?欲知详情，请听下回分解-----独立按键控制跑马灯的速度。
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