單片機的程序框架

作者：時間：2016-11-28 來源：網(wǎng)絡(luò)

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我們用兩種有效的方法來解決此問題：
1 在按鍵功能比較簡單的情況下，我們?nèi)匀挥蒙厦娴膋bscan()函數(shù)進行掃描，只是把其中去抖用的軟件延時去了，把去抖以及判斷按鍵的釋放用一個函數(shù)來處理，它不用軟件延時，而是用定時器的計時（用一般的計時也行）來完成；代碼如下
void ClearKeyFlag(void)
{
KeyDebounceFlg= 0;
KeyReleaseFlg= 0;
}

void ScanKey(void)
{
++KeyDebounceCnt;//去抖計時（這個計時也可以放在后臺定時器計時函數(shù)中處理）
KeyCode = kbscan();
if (KeyCode != KEY_NONE)
{
if (KeyDebounceFlg)//進入去抖狀態(tài)的標志位
{
if (KeyDebounceCnt > DEBOUNCE_TIME)//大于了去抖規(guī)定的時間
{
if (KeyCode == KeyOldCode)//按鍵依然存在，則返回鍵值
{
KeyDebounceFlg= 0;
KeyReleaseFlg= 1;//釋放標志
return;//Here exit with keycode
}
ClearKeyFlag();//KeyCode != KeyOldCode，只是抖動而已
}
}else{
if (KeyReleaseFlg == 0)
{
KeyOldCode= KeyCode;
KeyDebounceFlg= 1;
KeyDebounceCnt= 0;
}else{
if (KeyCode != KeyOldCode)
ClearKeyFlag();
}
}
}else{
ClearKeyFlag();//沒有按鍵則清零標志
}
KeyCode = KEY_NONE;
}

在按鍵情況較復雜的情況，如有長按鍵，組合鍵，連鍵等一些復雜功能的按鍵時候，我們跟傾向于用狀態(tài)機來實現(xiàn)鍵盤的掃描；
//avr 單片機中4*3掃描狀態(tài)機實現(xiàn)
char read_keyboard_FUN2()
{
static char key_state = 0, key_value, key_line,key_time;
char key_return = No_key,i;
switch (key_state)
{
case 0: //最初的狀態(tài)，進行3*4的鍵盤掃描
key_line = 0b00001000;
for (i=1; i<=4; i++) // 掃描鍵盤
{
PORTD = ~key_line; // 輸出行線電平
PORTD = ~key_line; // 必須送2次?。。。ㄗ?）
key_value = Key_mask & PIND; // 讀列電平
if (key_value == Key_mask)
key_line <<= 1; // 沒有按鍵，繼續(xù)掃描
else
{
key_state++; // 有按鍵，停止掃描
break; // 轉(zhuǎn)消抖確認狀態(tài)
}
}
break;
case 1: //此狀態(tài)來判斷按鍵是不是抖動引起的
if (key_value == (Key_mask & PIND)) // 再次讀列電平，
{
key_state++; // 轉(zhuǎn)入等待按鍵釋放狀態(tài)
key_time=0;
}
else
key_state--; // 兩次列電平不同返回狀態(tài)0，（消抖處理）
break;
case 2: // 等待按鍵釋放狀態(tài)
PORTD = 0b00000111; // 行線全部輸出低電平
PORTD = 0b00000111; // 重復送一次
if ( (Key_mask & PIND) == Key_mask)
{
key_state=0; // 列線全部為高電平返回狀態(tài)0
key_return=(key_line | key_value);//獲得了鍵值
}
else if(++key_time>=100)//如果長時間沒有釋放
{
key_time=0;
key_state=3;//進入連鍵狀態(tài)
key_return= (key_line | key_value);
}
break;
case 3://對于連鍵，每隔50ms就得到一次鍵值，windows xp 系統(tǒng)就是這樣做的
PORTD = 0b00000111; // 行線全部輸出低電平
PORTD = 0b00000111; // 重復送一次
if ( (Key_mask & PIND) == Key_mask)
key_state=0; // 列線全部為高電平返回狀態(tài)0
else if(++key_time>=5)//每隔50MS為一次連擊的按鍵
{
key_time=0;
key_return= (key_line | key_value);
}
break;
}
return key_return;
}

以上用了4個狀態(tài)，一般的鍵盤掃描只用前面3個狀態(tài)就可以了，后面一個狀態(tài)是為增加“連鍵”功能設(shè)計的。連鍵——即如果按下某個鍵不放，則迅速的多次響應該鍵值，直到其釋放。在主循環(huán)中每隔10ms讓該鍵盤掃描函數(shù)執(zhí)行一次即可；我們定其時限為10ms,當然要求并不嚴格。

2數(shù)碼管的顯示
一般情況下我們用的八位一體的數(shù)碼管，采用動態(tài)掃描的方法來完成顯示；非常慶幸人眼在高于50hz以上的閃爍時發(fā)現(xiàn)不了的。所以我們在動態(tài)掃描數(shù)碼管的間隔時間是充裕的。這里我們定其時限為4ms(250HZ) ，用定時器定時為2ms,在定時中斷程序中進行掃描的顯示，每次只顯示其中的一位；當然時限也可以弄長一些，更推薦的方法是把顯示函數(shù)放入主循環(huán)中，而定時中斷中置位相應的標志位即可；

// Timer 0 比較匹配中斷服務,4ms定時
interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void)
{
display(); // 調(diào)用LED掃描顯示
……………………
}
void display(void) // 8位LED數(shù)碼管動態(tài)掃描函數(shù)
{
PORTC = 0xff; // 這里把段選都關(guān)閉是很必要的，否則數(shù)碼管會產(chǎn)生拖影
PORTA = led_7[dis_buff[posit]];
PORTC = position[posit];
if (++posit >=8 )
posit = 0;
}
3串口接收數(shù)據(jù)幀
串口接收時用中斷方式的，這無可厚非。但如果你試圖在中斷服務程序中完成一幀數(shù)據(jù)的接收就麻煩大了。永遠記住，中斷服務函數(shù)越短越好，否則影響這個程序的實時性能。一個數(shù)據(jù)幀一般包括若干個字節(jié)，我們需要判斷一幀是否完成，校驗是否正確。在這個過程中我們不能用軟件延時，更不能用死循環(huán)等待等方式；
所以我們在串口接收中斷函數(shù)中，只是把數(shù)據(jù)放置于一個緩沖隊列中。
至于組成幀，以及檢查幀的工作我們在主循環(huán)中解決，并且每次循環(huán)中我們只處理一個數(shù)據(jù)，每個字節(jié)數(shù)據(jù)的處理間隔的彈性比較大，因為我們已經(jīng)緩存在了隊列里面。

void UARTimeEvent(void)
{
if (TxTimer != 0)//發(fā)送需要等待的時間遞減
--TxTimer;
if (++RxTimer > RX_FRAME_RESET)//
RxCnt = 0;//如果接受超時（即不完整的幀或者接收一幀完成），把接收的不完整幀覆蓋
}

interrupt [USART_RXC] void uart_rx_isr(void)
{
INT8U status,data;
status= UCSRA;
data= UDR;
if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0){
RxBuf[RxBufWrIdx]= data;
if (++RxBufWrIdx == RX_BUFFER_SIZE) //接收數(shù)據(jù)于緩沖中
RxBufWrIdx= 0；
if (++RxBufCnt == RX_BUFFER_SIZE){
RxBufCnt= 0;
//RxBufferOvf=1;
}
}
}

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