第九届省赛之彩灯控制器~
Everything will be ok！！！！
刷了第二套题，马上要比赛了，不知道自己还能不能再刷几套题呀，还要把底层好好写写呐，最近遇到了一些好的事情，也有一些糟心的事情，但是我相信一切都会好起来的！！！加油！！！
代码参考：<我的GitHub>第九届省赛之彩灯模拟器
题目呀：
- 基本功能描述
通过单片机控制 8 个 LED 指示灯按照特定的顺序（工作模式）亮灭；指示灯的流转间隔可通过按键调整，亮度可由电位器 RB2 进行控制；各工作模式的流转间隔时间需在 E2PROM 中保存，并可在硬件重新上电后，自动载入。 - 设计说明
1） 关闭蜂鸣器、继电器等与本试题程序设计无关的外设资源；
2） 设备上电后默认数码管、LED 指示灯均为熄灭状态;
3） 流转间隔可调整范围为 400ms-1200ms；
4） 设备固定按照模式 1、模式 2、模式 3、模式 4 的次序循环往复运行。 - LED 指示灯工作模式
1）模式 1：按照 L1、L2…L8 的顺序，从左到右单循环点亮。
2）模式 2：按照 L8、L7…L1 的顺序，从右到左单循环点亮。
3）模式 3：
4）模式 4：
- 亮度等级控制
检测电位器RB2的输出电压，控制8个LED指示灯的亮度，要求在0V-5V的可调区间内，实现 4 个均匀分布的 LED 指示灯亮度等级。 - 按键功能
1）按键 S7 定义为“启动/停止”按键，按下后启动或停止 LED 的流转。
2）按键 S6 定义为“设置”按键，按键按下后数码管进入“流转间隔”
设置界面，如下图所示：
通过按键 S6 可切换选择“运行模式”和“流转间隔”两个显示单元，当前被选择的显示单元以 0.8 秒为间隔亮灭 。
3）按键 S5 定义为“加”按键，在设置界面下，按下该键，若当前选择的是运行模式，则运行模式编号加 1，若当前选择的是流转间隔，则流转间隔增加 100ms。
4）按键 S4 定义为“减”按键，在设置界面下，按下该键，若当前选择的是运行模式，则运行模式编号减 1，若当前选择的是流转间隔，则流转间隔减少 100ms。
5）按键功能说明：
a） 按键 S4、S5 的“加”、“减”功能只在“设置状态”下有效，数值的调整应注意边界属性。
b）在非“设置状态”下，按下 S4 按键可显示指示灯当前的亮度等级，4 个亮度等级从暗到亮，依次用数字 1、2、3、4 表示；松开S4 按键，数码管显示关闭，亮度等级的显示格式如下图所示：
分析题目：
- 用到哪几个底层？
数码管，按键，E2PROM（I2C），AD； - 特殊功能：Led四个闪烁模式（流水灯的思想），亮度等级控制（这个应该是比较难的地方），按键功能和数码管闪烁功能和第八届的类似；
- 注意明确E2PRPOM的功能，理解原理。
功能实现：
一. 流水灯的四个工作模式：
注意看清题目要求：设备固定按照模式 1、模式 2、模式 3、模式 4 的次序循环往复运行（emm，我刚开始就理解错了题意），模式1和模式2类似，模式3和模式4类似，那这里就只举模式1和模式3的例子吧：
void LedMode1()
{
static u8 shift1 = 0x01;//L1-L8
P2 = (P2 & 0x1F) | 0x80;
P0 = ~shift1;
PWMSTA = ~shift1;//不要直接操作P0口！！！！
shift1 <<= 1;
if(shift1 == 0x00)
{
runmode = 2;
shift1 = 0x01;
}
P2 &= 0x1F;
}
void LedMode3()
{
static u8 index = 1;
P2 = (P2 & 0x1F) | 0x80;
if(index == 1)
{
P0 = 0x7E;
PWMSTA = 0x7E;
index+=1;
}
else if(index == 2)
{
P0 = 0xBD;
PWMSTA = 0xBD;
index += 1;
}
else if(index == 3)
{
P0 = 0xDB;
PWMSTA = 0xDB;
index += 1;
}
else if(index == 4)
{
P0 = 0xE7;
PWMSTA = 0xE7;
index = 1;
runmode = 4;
}
P2 &= 0x1F;
}
做几点说明：
- 关于shift这个中间变量：为什么要定义一个中间变量呢?我们知道51上的LED是低电平点亮的，要实现流水灯的效果，我们需要让8个LED循环点亮，这就需要通过移位来实现，但是移0肯定是不行的，（以右移为例）移位后高位是补0的，那么我们实现的效果最后就是全亮的状态，所以（移1）设置一个中间变量，P0口的状态只要再取反就可以了；
- 关于PWMSTA这个变量：是用来存储P0口的状态的，调LED亮度的时候会用到，是一个全局变量，LED模式这部分比较简单，主要还是在后面。
二. 按键功能：
关于“启动/停止”功能，这个功能很好实现，只要设置一个标志量，然后在按键按下的时候改变标志量的值就可以了；
u8 flagstart = 0;//0-停止LED流转，1-开始LED流转
流转间隔设置，以及数码管闪烁，这个功能也比较好实现，数码管闪烁的思想和第八届的电子钟是一样的思想，需要注意的一点是：看清题目要求，题目中说 “各工作模式的流转间隔时间需在 E2PROM 中保存，并可在硬件重新上电后，自动载入”，说明是4个不同的模式分别对应四个不同的流转间隔，那么我们需要定义一个数组，用来存储4个模式下的流转间隔，并实现分别设置时间，看代码：
u16 runtime[4] = {400, 400, 400, 400};//四个模式下的闪烁间隔时间（注意类型错误）
void KeyAction(u8 keycode)
{
u8 buff[4];//定义一个数组用来存储缩小10倍后的流转间隔(因为E2PROM里最多写入u8类型的数据)
u8 i;
if(keycode == '1')
{
if(flagstart == 0)
{
flagstart = 1;
}
else if(flagstart == 1)
{
flagstart = 0;
}
}
else if(keycode == '2')
{
if(flagset == 0)
{
flagset = 1;
SetMode = 0;
}
else if(flagset == 1)
{
SetMode += 1;
if(SetMode > 1)
{
flagset = 0;
runmode = 1;
}
}
}
else if(keycode == '3')
{
AddTime();
for(i = 0; i<4; i++)
{
buff[i] = runtime[i] / 10;
}
E2Write(buff, 0x00, 4);//将数组中的值写入E2PROM
//（注意这个写法），写入地址从0x00开始，因为是4个字节的数据，所以字节数写4
}
else if(keycode == '4')
{
SubTime();
for(i = 0; i<4; i++)
{
buff[i] = runtime[i] / 10;
}
E2Write(buff, 0x00, 4);
}
}
三. 加减时间功能：（以加为例，减法类似）
u8 runmode = 1;//运行模式编号
u16 runtime[4] = {400, 400, 400, 400};//四个模式下的闪烁间隔时间
u8 SetMode = 0;//0-闪烁LED的模式，1-闪烁流转间隔
void AddTime()
{
u8 i;
if(SetMode == 0)
{
runmode+=1;
if(runmode >4)
{
runmode = 1;
}
}
else
{
for(i = 0; i<4; i++)
{
if(runmode == i+1)
{
runtime[i] += 100;
if(runtime[i] > 1200)
{
runtime[i] = 400;
}
}
}
}
}
模式1对应runtime[0]，模式2对应runtime[1]，模式3对应runtime[2]，模式4对应runtime[3]
四. 设置模式（这里我写的不是很简便，有很多重复部分，读者可以自己优化一下）numBlinkSta这个标志量是在中断里每隔0.8秒改变一次状态的，这样就实现了数码管每隔0.8秒亮灭了，第八届的题里我有详细写；
u8 numBlinkSta = 1;//0-数码管灭，1-数码管亮
void SetTime()
{
LedBuff[4] = 0xFF;//关闭第5个数码管
if(SetMode == 0)//设置LED的模式
{
if(numBlinkSta)
{
LedBuff[7] = 0xBF;//第8个数码管显示"-"
LedBuff[5] = 0xBF;//第6个数码管显示"-"
LedBuff[6] = LedChar[runmode];//第7个数码管显示运行模式
}
else
{
LedBuff[7] = 0xFF;
LedBuff[5] = 0xFF;
LedBuff[6] = 0xFF;
}
LedBuff[0] = LedChar[runtime[runmode-1] % 10];
LedBuff[1] = LedChar[(runtime[runmode-1]/10) % 10];
LedBuff[2] = LedChar[(runtime[runmode-1]/100) % 10];
if(runtime[runmode-1] < 1000)
{
LedBuff[3] = 0xFF;
}
else
{
LedBuff[3] = LedChar[(runtime[runmode-1]/1000) % 10];
}
}
else if(SetMode == 1)//设置流转间隔
{
if(numBlinkSta)
{
LedBuff[0] = LedChar[runtime[runmode-1] % 10];
LedBuff[1] = LedChar[(runtime[runmode-1]/10) % 10];
LedBuff[2] = LedChar[(runtime[runmode-1]/100) % 10];
if(runtime[runmode-1] < 1000)
{
LedBuff[3] = 0xFF;
}
else
{
LedBuff[3] = LedChar[(runtime[runmode-1]/1000) % 10];
}
}
else
{
LedBuff[0] = 0xFF;
LedBuff[1] = 0xFF;
LedBuff[2] = 0xFF;
LedBuff[3] = 0xFF;
}
LedBuff[7] = 0xBF;
LedBuff[5] = 0xBF;
LedBuff[6] = LedChar[runmode];
}
}
五. 重头戏！！！关于调整亮度！！！用到的也是PWM波的思想，先明确一点：我们是如何实现亮度调节的呢？说白了，就是在极短的一段时间里让小灯灭一段时间，然后再亮一段时间，这样在视觉上看起来灯的亮度就是发生变化的，看代码，有详细注释：
u8 brightness = 0;//亮度等级
void ConfigTimer1()//软件生成的10us定时器（每10us进一次中断）
{
AUXR &= 0xBF; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x10; //设置定时器模式
TL1 = 0xF7; //设置定时初值
TH1 = 0xFF; //设置定时初值
TF1 = 0; //清除TF1标志
TR1 = 1; //定时器1开始计时
ET1 = 1;//注意这里软件生成的函数里是没有这条语句的，要自己加上！！！！
}
void InterruptTimer1()interrupt 3
{
static u16 PWMCnt = 0;//存储进入中断的次数
TL1 = 0xF7; //设置定时初值
TH1 = 0xFF; //设置定时初值
PWMCnt++;
PWMCnt %= 101;//666的操作，实现满100清零，设置总时间为1ms，即PWM波的频率为1k（在1ms的时间里让小灯灭hightime的时间，其余时间是亮的状态）
//这里就体现了之前的PWM波的思想了，只不过之前的那个是更高级的操作，就是频率可调
//这里我们是直接限定了频率
P2 = (P2 & 0x1F) | 0x80;
if(PWMCnt >= hightime)//如果进入中断扫描的时间大于等于高电平持续的时间
{
P0 = PWMSTA;//点亮对应状态下的led
}
else
{
P0 = 0xFF;//否则关闭所有的小灯
}
P2 &= 0x1F;
}
u8 AdjustDC()//判断高电平的时间，实现调节rb2，灯的亮度发生改变（高电平时间需要在主函数里不断获取，每隔200ms获取一次即可）
{
u16 val;
val = GetADCValue(3);
if(val<60)
{
hightime = 90;
brightness = 1;
}
else if(val <130)//这里必须大于等于130（否则不会显示这个等级的亮度）
{
hightime = 70;
brightness = 2;
}
else if(val <195)//这里必须大于190,emm这个数据是后期调的时候发现的，不太懂为啥
{
hightime = 30;
brightness = 3;
}
else
{
hightime = 5;
brightness = 4;
}
return hightime;
}
emmm，读者可以好好看看注释，还有一点我觉得特别重要的地方！！！就是什么时候读取E2PROM的问题：读取E2PROM里面的数据必须要放在总中断打开之前，主函数里读取一次就可以了，为什么呢？因为我们是一次读取四个字节的数据的，而我们的定时器1是一个10us定时器，时间太快了，会影响到E2PROM读取数据，比如说我们正在读第一个字节的数据，这时候中断来了，我们需要进入中断，那么就会扰乱E2PROM读取数据；
另外还要注意！！！刚下载程序的时候，要先向E2PROM里面写入数据，不能先读取，也就是说下第一遍程序的时候要先把E2Read这个函数屏蔽，看一下代码：
u8 runtimebuff[4];
E2Read(runtimebuff, 0x00, 4);//一个字节是1个u8，E2Prom的地址范围是0x00到0xFF（数组的名字就是地址，不需要再取地址符）
for(i = 0;i <4; i++)
{
runtime[i] = runtimebuff[i] * 10;
}
EA = 1;
CloseOther();
ConfigTimer0(2);
ConfigTimer1();
六. 按下S4显示亮度等级：
这个功能和第八届省赛试题里，按下按键显示温度差不多，我们在AdjustDC这个函数里面改变的亮度等级，只要在按下S4的时候显示出来就可以了，需要注意的是一直按着S4才会显示，一旦松开就不显示了，所以我们需要一直扫描S4的状态，那么我们就在KeyScan这个按键扫描函数里处理不就可以了吗，看代码：
void KeyScan()
{
static u8 keybuff[4] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};
u8 i;
keybuff[0] = (keybuff[0] << 1) | KEY_IN_1;
keybuff[1] = (keybuff[1] << 1) | KEY_IN_2;
keybuff[2] = (keybuff[2] << 1) | KEY_IN_3;
keybuff[3] = (keybuff[3] << 1) | KEY_IN_4;
for(i = 0; i<4; i++)
{
if(keybuff[i] == 0x00)
{
KeySta[i] = 0;
if(keybuff[3] == 0x00)
{
if(flagset == 0)
{
ShowNumber(brightness);//注意shownumber函数调用时会自动关闭除显示数字之外的数码管，所以要把他放前面
LedBuff[1] = 0xBF;
}
}
}
else if(keybuff[i] == 0xFF)
{
KeySta[i] = 1;
}
}
}
具体功能就是这样实现的，注意一下细节，打好底层，基本上就可以写出来了，我会再写一遍程序，遇到问题的话还会再更新~
第一遍遇到的问题：
1. nice的操作：到8归零，两种方法：index &= 7（是2的整数次方才能用这个方法）或者！！！！！！index %= 8；（通用！！！！！）
2. 每调试一个地方就要下载验证一下，再次强调一下E2PROM的操作：E2Read(runtimebuff, 0x00, 4);//一个字节是1个u8，E2Prom的地址范围是0x00到0xFF（数组的名字就是地址，不需要再取地址符）
3. 要先往E2PROM里面写入你想写入的数据，然后再读，否则你从E2PROM里面读到的是E2PROM里原有的值！！！！！
4. 另外！！！要特别注意数据溢出的问题！！！！！
5. 关于软件生成的10us定时器，有几点需要注意的问题：
6. 进入中断时，不要忘记设置定时初值！！！！！！！
第二遍遇到的问题：
- 尽量不要使用ShowNumber这个函数，直接操作LedBuff[]比较好 ，我第二遍做的时候想把SetTime这个函数写得简单一点，然后就用到了ShowNumber这个函数，但是出现了问题，一个是数码管显示不稳定，还有一个就是亮度显示部分也出现了问题；
- 对寄存器执行操作时，哪里用到就在哪里使用，用完就关闭：
- 还有就是 if 和 else if 的问题：
