在定时中断里动态扫描数码管的程序。

张衍波 · 发表于 2015-9-24 08:33:59

在定时中断里动态扫描数码管的程序。

开场白：
上一节讲了在主函数循环中动态扫描数码管的程序，但是该程序有一个隐患，在一些项目中，主函数循环中的任务越多，就意味着在某一瞬间，每显示一位数码管停留的时间就会越久，一旦超过某个值，会严重影响显示的效果。这一节要教会大家两个知识点：
第一个：如何把动态扫描数码管的程序放在定时中断里，彻底解决上节的显示隐患。
第二个：在定时中断里的重装初始值不能太大，否则动态扫描数码管的速度就不够。我把原来常用的初始值2000改成了500。

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。用两片74HC595动态驱动八位共阴数码管。

（2）实现功能：
   开机后显示  8765.4321  的内容，注意，其中有一个小数点。
（3）源代码讲解如下：
#include "REG52.H"

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

//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

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 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 ucDisplayUpdate=1; //更新显示标志

//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,  //不显示  序号10
};

void main()
  {
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
   ;
}

}

/* 注释一：
* 动态驱动数码管的原理是，在八位数码管中，在任何一个瞬间，每次只显示其中一位数码管，另外的七个数码管
* 通过设置其公共位com为高电平来关闭显示，只要切换画面的速度足够快，人的视觉就分辨不出来，感觉八个数码管
* 是同时亮的。以下dig_hc595_drive(xx,yy）函数，其中第一个形参xx是驱动数码管段seg的引脚，第二个形参yy是驱动
* 数码管公共位com的引脚。
*/

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;
}

/* 注释二：
* 如果直接是单片机的IO口引脚驱动的数码管，由于驱动的速度太快，此处应该适当增加一点delay延时或者
* 用计数延时的方式来延时，目的是在八位数码管中切换到每位数码管显示的时候，都能停留一会再切换到其它
* 位的数码管界面，这样可以增加显示的效果。但是，由于朱兆祺51学习板是间接经过74HC595驱动数码管的，
* 在单片机驱动74HC595的时候，dig_hc595_drive函数本身内部需要执行很多指令，已经相当于delay延时了，
* 因此这里不再需要加delay延时函数或者计数延时。
*/

}

//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;

/* 注释三：
*  注意，此处的延时delay_short必须尽可能小，否则动态扫描数码管的速度就不够。
*/
      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

  display_drive();  //数码管字模的驱动函数

/* 注释四：
*  注意，此处的重装初始值不能太大，否则动态扫描数码管的速度就不够。我把原来常用的2000改成了500。
*/
  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
{

  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
{
/* 注释五：
* 让数码管显示的内容转移到以下几个变量接口上，方便以后编写更上一层的窗口程序。
* 只要更改以下对应变量的内容，就可以显示你想显示的数字。初学者应该仔细看看display_drive等函数，
* 了解来龙去脉，就可以知道本驱动程序的框架原理了。
*/
ucDigShow8=8;  //第8位数码管要显示的内容
ucDigShow7=7;  //第7位数码管要显示的内容
ucDigShow6=6;  //第6位数码管要显示的内容
ucDigShow5=5;  //第5位数码管要显示的内容
ucDigShow4=4;  //第4位数码管要显示的内容
ucDigShow3=3;  //第3位数码管要显示的内容
ucDigShow2=2;  //第2位数码管要显示的内容
ucDigShow1=1;  //第1位数码管要显示的内容

ucDigDot8=0;
ucDigDot7=0;
ucDigDot6=0;
ucDigDot5=1;  //显示第5位的小数点
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

}

总结陈词：
   有的朋友会质疑，很多教科书上说，定时中断函数里面的内容应该越少越好，你把动态驱动数码管的函数放在中断里面，难道不会影响其它任务的执行吗？我的回答是，大部分的小项目都不会影响，只有少数实时性要求非常高的项目会影响，而对于这类项目，我的做法是从一开始设计硬件电路板的时候，就应该放弃用动态扫描数码管的方案，而是应该选数码管专用驱动芯片来实现静态驱动。因为动态扫描数码管本来就不适合应用在实时性非常高的项目。
   前面这两节都讲了数码管的驱动程序，要在此基础上，做一些项目中经常遇到的界面应用，我们该怎么写程序？欲知详情，请听下回分解-----数码管通过切换窗口来设置参数。

（未完待续，下节更精彩，不要走开哦）zz zz 转载