本例直接忽略了星期這項(xiàng)內(nèi)容,通過上、下、左、右、回車、ESC 這 6 個(gè)按鍵可以調(diào)整時(shí)間。這也是一個(gè)具有綜合練習(xí)性質(zhì)的實(shí)例,雖然在功能實(shí)現(xiàn)上沒有多少難度,但要進(jìn)行的操作卻比較多而且煩瑣,同學(xué)們可以從中體會(huì)到把繁雜的功能實(shí)現(xiàn)分解為一步步函數(shù)操作的必要性以及方便靈活性。簡(jiǎn)單說一下這個(gè)程序的幾個(gè)要點(diǎn),方便大家閱讀理解程序。
- 把 DS1302 的底層操作封裝為一個(gè) DS1302.c 文件,對(duì)上層應(yīng)用提供基本的實(shí)時(shí)時(shí)間的操作接口,這個(gè)文件也是我們的又一個(gè)功能模塊了,我們的積累也越來越多了。
- 定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型 sTime 用來封裝日期時(shí)間的各個(gè)元素,又用該結(jié)構(gòu)體定義了一個(gè)時(shí)間緩沖區(qū)變量 bufTime 來暫存從 DS1302 讀出的時(shí)間和設(shè)置時(shí)間時(shí)的設(shè)定值。需要注意的是在其它文件中要使用這個(gè)結(jié)構(gòu)體變量時(shí),必須首先再聲明一次 sTime 類型;
- 定義一個(gè)變量 setIndex 來控制當(dāng)前是否處于設(shè)置時(shí)間的狀態(tài),以及設(shè)置時(shí)間的哪一位,該值為 0 就表示正常運(yùn)行,1~12 分別代表可以修改日期時(shí)間的 12 個(gè)位;
- 由于這節(jié)課的程序功能要進(jìn)行時(shí)間調(diào)整,用到了 1602 液晶的光標(biāo)功能,添加了設(shè)置光標(biāo)的函數(shù),我們要改變哪一位的數(shù)字,就在 1602 對(duì)應(yīng)位置上進(jìn)行光標(biāo)閃爍,所以 Lcd1602.c在之前文件的基礎(chǔ)上添加了兩個(gè)控制光標(biāo)的函數(shù);
- 時(shí)間的顯示、增減、設(shè)置移位等上層功能函數(shù)都放在 main.c 中來實(shí)現(xiàn),當(dāng)按鍵需要這些函數(shù)時(shí)則在按鍵文件中做外部聲明,這樣做是為了避免一組功能函數(shù)分散在不同的文件內(nèi)而使程序顯得凌亂。
/***************************DS1302.c 文件程序源代碼*****************************/ #include <reg52.h> sbit DS1302_CE = P1^7; sbit DS1302_CK = P3^5; sbit DS1302_IO = P3^4; struct sTime { //日期時(shí)間結(jié)構(gòu)體定義 unsigned int year; //年 unsigned char mon; //月 unsigned char day; //日 unsigned char hour; //時(shí) unsigned char min; //分 unsigned char sec; //秒 unsigned char week; //星期 }; /* 發(fā)送一個(gè)字節(jié)到 DS1302 通信總線上 */ void DS1302ByteWrite(unsigned char dat){ unsigned char mask; for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1){ //低位在前,逐位移出 if ((mask&dat) != 0){ //首先輸出該位數(shù)據(jù) DS1302_IO = 1; }else{ DS1302_IO = 0; } DS1302_CK = 1; //然后拉高時(shí)鐘 DS1302_CK = 0; //再拉低時(shí)鐘,完成一個(gè)位的操作 } DS1302_IO = 1; //最后確保釋放 IO 引腳 } /* 由 DS1302 通信總線上讀取一個(gè)字節(jié) */ unsigned char DS1302ByteRead(){ unsigned char mask; unsigned char dat = 0; for (mask=0x01; mask!=0; mask<<=1){ //低位在前,逐位讀取 if (DS1302_IO != 0){ //首先讀取此時(shí)的 IO 引腳,并設(shè)置 dat 中的對(duì)應(yīng)位 dat |= mask; } DS1302_CK = 1; //然后拉高時(shí)鐘 DS1302_CK = 0; //再拉低時(shí)鐘,完成一個(gè)位的操作 } return dat; //最后返回讀到的字節(jié)數(shù)據(jù) } /* 用單次寫操作向某一寄存器寫入一個(gè)字節(jié),reg-寄存器地址,dat-待寫入字節(jié) */ void DS1302SingleWrite(unsigned char reg, unsigned char dat){ DS1302_CE = 1; //使能片選信號(hào) DS1302ByteWrite((reg<<1)|0x80); //發(fā)送寫寄存器指令 DS1302ByteWrite(dat); //寫入字節(jié)數(shù)據(jù) DS1302_CE = 0; //除能片選信號(hào) } /* 用單次讀操作從某一寄存器讀取一個(gè)字節(jié),reg-寄存器地址,返回值-讀到的字節(jié) */ unsigned char DS1302SingleRead(unsigned char reg){ unsigned char dat; DS1302_CE = 1; //使能片選信號(hào) DS1302ByteWrite((reg<<1)|0x81); //發(fā)送讀寄存器指令 dat = DS1302ByteRead(); //讀取字節(jié)數(shù)據(jù) DS1302_CE = 0; //除能片選信號(hào) return dat; } /* 用突發(fā)模式連續(xù)寫入 8 個(gè)寄存器數(shù)據(jù),dat-待寫入數(shù)據(jù)指針 */ void DS1302BurstWrite(unsigned char *dat){ unsigned char i; DS1302_CE = 1; DS1302ByteWrite(0xBE); //發(fā)送突發(fā)寫寄存器指令 for (i=0; i<8; i++){ //連續(xù)寫入 8 字節(jié)數(shù)據(jù) DS1302ByteWrite(dat[i]); } DS1302_CE = 0; } /* 用突發(fā)模式連續(xù)讀取 8 個(gè)寄存器的數(shù)據(jù),dat-讀取數(shù)據(jù)的接收指針 */ void DS1302BurstRead(unsigned char *dat){ unsigned char i; DS1302_CE = 1; DS1302ByteWrite(0xBF); //發(fā)送突發(fā)讀寄存器指令 for (i=0; i<8; i++){ //連續(xù)讀取 8 個(gè)字節(jié) dat[i] = DS1302ByteRead(); } DS1302_CE = 0; } /* 獲取實(shí)時(shí)時(shí)間,即讀取 DS1302 當(dāng)前時(shí)間并轉(zhuǎn)換為時(shí)間結(jié)構(gòu)體格式 */ void GetRealTime(struct sTime *time){ unsigned char buf[8]; DS1302BurstRead(buf); time->year = buf[6] + 0x2000; time->mon = buf[4]; time->day = buf[3]; time->hour = buf[2]; time->min = buf[1]; time->sec = buf[0]; time->week = buf[5]; } /* 設(shè)定實(shí)時(shí)時(shí)間,時(shí)間結(jié)構(gòu)體格式的設(shè)定時(shí)間轉(zhuǎn)換為數(shù)組并寫入 DS1302 */ void SetRealTime(struct sTime *time){ unsigned char buf[8]; buf[7] = 0; buf[6] = time->year; buf[5] = time->week; buf[4] = time->mon; buf[3] = time->day; buf[2] = time->hour; buf[1] = time->min; buf[0] = time->sec; DS1302BurstWrite(buf); } /* DS1302 初始化,如發(fā)生掉電則重新設(shè)置初始時(shí)間 */ void InitDS1302(){ unsigned char dat; struct sTime code InitTime[] = { //2013 年 10 月 8 日 12:30:00 星期二 0x2013,0x10,0x08, 0x12,0x30,0x00, 0x02 }; DS1302_CE = 0; //初始化 DS1302 通信引腳 DS1302_CK = 0; dat = DS1302SingleRead(0); //讀取秒寄存器 if ((dat & 0x80) != 0){ //由秒寄存器最高位 CH 的值判斷 DS1302 是否已停止 DS1302SingleWrite(7, 0x00); //撤銷寫保護(hù)以允許寫入數(shù)據(jù) SetRealTime(&InitTime); //設(shè)置 DS1302 為默認(rèn)的初始時(shí)間 } }DS1302.c 最終向外提供出與具體時(shí)鐘芯片寄存器位置無關(guān)的、由時(shí)間結(jié)構(gòu)類型 sTime 作為接口的實(shí)時(shí)時(shí)間的讀取和設(shè)置函數(shù),如此處理體現(xiàn)了我們前面提到過的層次化編程的思想。應(yīng)用層可以不關(guān)心底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),底層實(shí)現(xiàn)的改變也不會(huì)對(duì)應(yīng)用層造成影響,比如說日后你可能需要換一款時(shí)鐘芯片,而它與 DS1302 的操作和時(shí)間寄存器順序是不同的,那么你需要做的也僅是針對(duì)這款新的時(shí)鐘芯片設(shè)計(jì)出底層操作函數(shù),最終提供出同樣的以 sTime 為接口的操作函數(shù)即可,應(yīng)用層無需做任何的改動(dòng)。
/***************************Lcd1602.c 文件程序源代碼*****************************/ #include <reg52.h> #define LCD1602_DB P0 sbit LCD1602_RS = P1^0; sbit LCD1602_RW = P1^1; sbit LCD1602_E = P1^5; /* 等待液晶準(zhǔn)備好 */ void LcdWaitReady(){ unsigned char sta; LCD1602_DB = 0xFF; LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 1; do { LCD1602_E = 1; sta = LCD1602_DB; //讀取狀態(tài)字 LCD1602_E = 0; } while (sta & 0x80); //bit7 等于 1 表示液晶正忙,重復(fù)檢測(cè)直到其等于 0 為止 } /* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)命令,cmd-待寫入命令值 */ void LcdWriteCmd(unsigned char cmd){ LcdWaitReady(); LCD1602_RS = 0; LCD1602_RW = 0; LCD1602_DB = cmd; LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0; } /* 向 LCD1602 液晶寫入一字節(jié)數(shù)據(jù),dat-待寫入數(shù)據(jù)值 */ void LcdWriteDat(unsigned char dat){ LcdWaitReady(); LCD1602_RS = 1; LCD1602_RW = 0; LCD1602_DB = dat; LCD1602_E = 1; LCD1602_E = 0; } /* 設(shè)置顯示 RAM 起始地址,亦即光標(biāo)位置,(x,y)-對(duì)應(yīng)屏幕上的字符坐標(biāo) */ void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y){ unsigned char addr; if (y == 0){ //由輸入的屏幕坐標(biāo)計(jì)算顯示 RAM 的地址 addr = 0x00 + x; //第一行字符地址從 0x00 起始 }else{ addr = 0x40 + x; //第二行字符地址從 0x40 起始 } LcdWriteCmd(addr | 0x80); //設(shè)置 RAM 地址 } /* 在液晶上顯示字符串,(x,y)-對(duì)應(yīng)屏幕上的起始坐標(biāo),str-字符串指針 */ void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str){ LcdSetCursor(x, y); //設(shè)置起始地址 while (*str != '\0'){ //連續(xù)寫入字符串?dāng)?shù)據(jù),直到檢測(cè)到結(jié)束符 LcdWriteDat(*str++); } } /* 打開光標(biāo)的閃爍效果 */ void LcdOpenCursor(){ LcdWriteCmd(0x0F); } /* 關(guān)閉光標(biāo)顯示 */ void LcdCloseCursor(){ LcdWriteCmd(0x0C); } /* 初始化 1602 液晶 */ void InitLcd1602(){ LcdWriteCmd(0x38); //16*2 顯示,5*7 點(diǎn)陣,8 位數(shù)據(jù)接口 LcdWriteCmd(0x0C); //顯示器開,光標(biāo)關(guān)閉 LcdWriteCmd(0x06); //文字不動(dòng),地址自動(dòng)+1 LcdWriteCmd(0x01); //清屏 }為了本例的具體需求,在之前文件的基礎(chǔ)上添加兩個(gè)控制光標(biāo)效果打開和關(guān)閉的函數(shù),雖然函數(shù)都很簡(jiǎn)單,但為了保持程序整體上良好的模塊化和層次化,還是應(yīng)該在液晶驅(qū)動(dòng)文件內(nèi)以函數(shù)的形式提供,而不是由應(yīng)用層代碼直接來調(diào)用具體的液晶寫命令操作。
/***************************keyboard.c 文件程序源代碼****************************/
(此處省略,可參考之前章節(jié)的代碼)
/*****************************main.c 文件程序源代碼******************************/ #include <reg52.h> struct sTime { //日期時(shí)間結(jié)構(gòu)體定義 unsigned int year; unsigned char mon; unsigned char day; unsigned char hour; unsigned char min; unsigned char sec; unsigned char week; }; bit flag200ms = 1; //200ms 定時(shí)標(biāo)志 struct sTime bufTime; //日期時(shí)間緩沖區(qū) unsigned char setIndex = 0; //時(shí)間設(shè)置索引 unsigned char T0RH = 0; //T0 重載值的高字節(jié) unsigned char T0RL = 0; //T0 重載值的低字節(jié) void ConfigTimer0(unsigned int ms); void RefreshTimeShow(); extern void InitDS1302(); extern void GetRealTime(struct sTime *time); extern void SetRealTime(struct sTime *time); extern void KeyScan(); extern void KeyDriver(); extern void InitLcd1602(); extern void LcdShowStr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str); extern void LcdSetCursor(unsigned char x, unsigned char y); extern void LcdOpenCursor(); extern void LcdCloseCursor(); void main(){ unsigned char psec=0xAA; //秒備份,初值 AA 確保首次讀取時(shí)間后會(huì)刷新顯示 EA = 1; //開總中斷 ConfigTimer0(1); //T0 定時(shí) 1ms InitDS1302(); //初始化實(shí)時(shí)時(shí)鐘 InitLcd1602(); //初始化液晶 //初始化屏幕上固定不變的內(nèi)容 LcdShowStr(3, 0, "20 - - "); LcdShowStr(4, 1, " : : "); while (1){ KeyDriver(); //調(diào)用按鍵驅(qū)動(dòng) if (flag200ms && (setIndex == 0)){ //每隔 200ms 且未處于設(shè)置狀態(tài)時(shí), flag200ms = 0; GetRealTime(&bufTime); //獲取當(dāng)前時(shí)間 if (psec != bufTime.sec){ //檢測(cè)到時(shí)間有變化時(shí)刷新顯示 RefreshTimeShow(); psec = bufTime.sec; //用當(dāng)前值更新上次秒數(shù) } } } } /* 將一個(gè) BCD 碼字節(jié)顯示到屏幕上,(x,y)-屏幕起始坐標(biāo),bcd-待顯示 BCD 碼 */ void ShowBcdByte(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char bcd){ unsigned char str[4]; str[0] = (bcd >> 4) + '0'; str[1] = (bcd&0x0F) + '0'; str[2] = '\0'; LcdShowStr(x, y, str); } /* 刷新日期時(shí)間的顯示 */ void RefreshTimeShow(){ ShowBcdByte(5, 0, bufTime.year); ShowBcdByte(8, 0, bufTime.mon); ShowBcdByte(11, 0, bufTime.day); ShowBcdByte(4, 1, bufTime.hour); ShowBcdByte(7, 1, bufTime.min); ShowBcdByte(10, 1, bufTime.sec); } /* 刷新當(dāng)前設(shè)置位的光標(biāo)指示 */ void RefreshSetShow(){ switch (setIndex){ case 1: LcdSetCursor(5, 0); break; case 2: LcdSetCursor(6, 0); break; case 3: LcdSetCursor(8, 0); break; case 4: LcdSetCursor(9, 0); break; case 5: LcdSetCursor(11, 0); break; case 6: LcdSetCursor(12, 0); break; case 7: LcdSetCursor(4, 1); break; case 8: LcdSetCursor(5, 1); break; case 9: LcdSetCursor(7, 1); break; case 10: LcdSetCursor(8, 1); break; case 11: LcdSetCursor(10, 1); break; case 12: LcdSetCursor(11, 1); break; default: break; } } /* 遞增一個(gè) BCD 碼的高位 */ unsigned char IncBcdHigh(unsigned char bcd){ if ((bcd&0xF0) < 0x90){ bcd += 0x10; }else{ bcd &= 0x0F; } return bcd; } /* 遞增一個(gè) BCD 碼的低位 */ unsigned char IncBcdLow(unsigned char bcd){ if ((bcd&0x0F) < 0x09){ bcd += 0x01; }else{ bcd &= 0xF0; } return bcd; } /* 遞減一個(gè) BCD 碼的高位 */ unsigned char DecBcdHigh(unsigned char bcd){ if ((bcd&0xF0) > 0x00){ bcd -= 0x10; }else{ bcd |= 0x90; } return bcd; } /* 遞減一個(gè) BCD 碼的低位 */ unsigned char DecBcdLow(unsigned char bcd){ if ((bcd&0x0F) > 0x00){ bcd -= 0x01; }else{ bcd |= 0x09; } return bcd; } /* 遞增時(shí)間當(dāng)前設(shè)置位的值 */ void IncSetTime(){ switch (setIndex){ case 1: bufTime.year = IncBcdHigh(bufTime.year); break; case 2: bufTime.year = IncBcdLow(bufTime.year); break; case 3: bufTime.mon = IncBcdHigh(bufTime.mon); break; case 4: bufTime.mon = IncBcdLow(bufTime.mon); break; case 5: bufTime.day = IncBcdHigh(bufTime.day); break; case 6: bufTime.day = IncBcdLow(bufTime.day); break; case 7: bufTime.hour = IncBcdHigh(bufTime.hour); break; case 8: bufTime.hour = IncBcdLow(bufTime.hour); break; case 9: bufTime.min = IncBcdHigh(bufTime.min); break; case 10: bufTime.min = IncBcdLow(bufTime.min); break; case 11: bufTime.sec = IncBcdHigh(bufTime.sec); break; case 12: bufTime.sec = IncBcdLow(bufTime.sec); break; default: break; } RefreshTimeShow(); RefreshSetShow(); } /* 遞減時(shí)間當(dāng)前設(shè)置位的值 */ void DecSetTime(){ switch (setIndex){ case 1: bufTime.year = DecBcdHigh(bufTime.year); break; case 2: bufTime.year = DecBcdLow(bufTime.year); break; case 3: bufTime.mon = DecBcdHigh(bufTime.mon); break; case 4: bufTime.mon = DecBcdLow(bufTime.mon); break; case 5: bufTime.day = DecBcdHigh(bufTime.day); break; case 6: bufTime.day = DecBcdLow(bufTime.day); break; case 7: bufTime.hour = DecBcdHigh(bufTime.hour); break; case 8: bufTime.hour = DecBcdLow(bufTime.hour); break; case 9: bufTime.min = DecBcdHigh(bufTime.min); break; case 10: bufTime.min = DecBcdLow(bufTime.min); break; case 11: bufTime.sec = DecBcdHigh(bufTime.sec); break; case 12: bufTime.sec = DecBcdLow(bufTime.sec); default: break; } RefreshTimeShow(); RefreshSetShow(); } /* 右移時(shí)間設(shè)置位 */ void RightShiftTimeSet(){ if (setIndex != 0){ if (setIndex < 12){ setIndex++; }else{ setIndex = 1; } RefreshSetShow(); } } /* 左移時(shí)間設(shè)置位 */ void LeftShiftTimeSet(){ if (setIndex != 0){ if (setIndex > 1){ setIndex--; }else{ setIndex = 12; } RefreshSetShow(); } } /* 進(jìn)入時(shí)間設(shè)置狀態(tài) */ void EnterTimeSet(){ setIndex = 2; //把設(shè)置索引設(shè)置為 2,即可進(jìn)入設(shè)置狀態(tài) LeftShiftTimeSet(); //再利用現(xiàn)成的左移操作移到位置 1 并完成顯示刷新 LcdOpenCursor(); //打開光標(biāo)閃爍效果 } /* 退出時(shí)間設(shè)置狀態(tài),save-是否保存當(dāng)前設(shè)置的時(shí)間值 */ void ExitTimeSet(bit save){ setIndex = 0; //把設(shè)置索引設(shè)置為 0,即可退出設(shè)置狀態(tài) if (save){ //需保存時(shí)即把當(dāng)前設(shè)置時(shí)間寫入 DS1302 SetRealTime(&bufTime); } LcdCloseCursor(); //關(guān)閉光標(biāo)顯示 } /* 按鍵動(dòng)作函數(shù),根據(jù)鍵碼執(zhí)行相應(yīng)的操作,keycode-按鍵鍵碼 */ void KeyAction(unsigned char keycode){ if ((keycode>='0') && (keycode<='9')){ //本例中不響應(yīng)字符鍵 }else if (keycode == 0x26){ //向上鍵,遞增當(dāng)前設(shè)置位的值 IncSetTime(); }else if (keycode == 0x28){ //向下鍵,遞減當(dāng)前設(shè)置位的值 DecSetTime(); }else if (keycode == 0x25){ //向左鍵,向左切換設(shè)置位 LeftShiftTimeSet(); }else if (keycode == 0x27){ //向右鍵,向右切換設(shè)置位 RightShiftTimeSet(); }else if (keycode == 0x0D){ //回車鍵,進(jìn)入設(shè)置模式/啟用當(dāng)前設(shè)置值 if (setIndex == 0){ //不處于設(shè)置狀態(tài)時(shí),進(jìn)入設(shè)置狀態(tài) EnterTimeSet(); }else{ //已處于設(shè)置狀態(tài)時(shí),保存時(shí)間并退出設(shè)置狀態(tài) ExitTimeSet(1); } }else if (keycode == 0x1B){ //Esc 鍵,取消當(dāng)前設(shè)置 ExitTimeSet(0); } } /* 配置并啟動(dòng) T0,ms-T0 定時(shí)時(shí)間 */ void ConfigTimer0(unsigned int ms){ unsigned long tmp; //臨時(shí)變量 tmp = 11059200 / 12; //定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率 tmp = (tmp * ms) / 1000; //計(jì)算所需的計(jì)數(shù)值 tmp = 65536 - tmp; //計(jì)算定時(shí)器重載值 tmp = tmp + 28; //補(bǔ)償中斷響應(yīng)延時(shí)造成的誤差 T0RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定時(shí)器重載值拆分為高低字節(jié) T0RL = (unsigned char)tmp; TMOD &= 0xF0; //清零 T0 的控制位 TMOD |= 0x01; //配置 T0 為模式 1 TH0 = T0RH; //加載 T0 重載值 TL0 = T0RL; ET0 = 1; //使能 T0 中斷 TR0 = 1; //啟動(dòng) T0 } /* T0 中斷服務(wù)函數(shù),執(zhí)行按鍵掃描和 200ms 定時(shí) */ void InterruptTimer0() interrupt 1{ static unsigned char tmr200ms = 0; TH0 = T0RH; //重新加載重載值 TL0 = T0RL; KeyScan(); //按鍵掃描 tmr200ms++; if (tmr200ms >= 200){ //定時(shí) 200ms tmr200ms = 0; flag200ms = 1; } }main.c 主文件,負(fù)責(zé)所有應(yīng)用層的功能實(shí)現(xiàn),文件比較長,還是那句話“不難但比較煩瑣”,希望對(duì)具體問題分析細(xì)化能力還不太強(qiáng)的同學(xué)們把這個(gè)文件多練習(xí)幾遍,學(xué)習(xí)一下其中把具體問題逐步細(xì)化并一步步實(shí)現(xiàn)出來的編程思想,多進(jìn)行此類練習(xí),鍛煉程序思維能力,將來遇到具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求的時(shí)候,你很快就可以找到方法并實(shí)現(xiàn)它們了。