单片机学习笔记————51单片机实现数码管中的倒计时程序

一、使用proteus绘制简单的电路图，用于后续仿真

 

二、编写程序

/********************************************************************************************************************
----	@Project:	LED-74HC595
----	@File:	main.c
----	@Edit:	ZHQ
----	@Version:	V1.0
----	@CreationTime:	20200607
----	@ModifiedTime:	20200611
----	@Description:	启动和暂停键对应S1键，复位键对应S5键。
----	按下启动暂停按键时，倒计时开始工作，再按一次启动暂停按键时，
----	则暂停倒计时。在任何时候，按下复位按键，倒计时将暂停工作，
----	并且恢复倒计时当前默认值99。
----	单片机：AT89C52
********************************************************************************************************************/
#include "reg52.h"
/*——————宏定义——————*/
#define FOSC 11059200L
#define T1MS (65536-FOSC/12/500)   /*0.5ms timer calculation method in 12Tmode*/

#define	const_voice_short	40	/*蜂鸣器短叫的持续时间*/
#define const_voice_long 200	/*蜂鸣器长叫的持续时间*/

#define	const_key_time1	20	/*按键去抖动延时的时间*/
#define	const_key_time2	20	/*按键去抖动延时的时间*/

#define const_dpy_time_half 200	/*数码管闪烁时间的半值*/
#define const_dpy_time_all 400	/*数码管闪烁时间的全值 一定要比const_dpy_time_half 大*/

/* 
* 如何知道1秒钟需要多少个定时中断？
* 这个需要编写一段小程序测试，得到测试的结果后再按比例修正。
* 步骤：
* 第一步：在程序代码上先写入1秒钟大概需要100个定时中断。
* 第二步：把程序烧录进单片机后，上电开始测试，手上同步打开手机里的秒表。
*         如果单片机倒计时跑完了99秒，而手机上的秒表才走了156秒。
* 第三步：那么最终得出1秒钟需要的定时中断次数是:const_1s=(100*99)/156=64
*/

#define const_1s  64	/*大概一秒钟所需要的定时中断次数*/

/*——————变量函数定义及声明——————*/
/*定义数码管的74HC595*/
sbit Dig_Hc595_Sh = P2^0;
sbit Dig_Hc595_St = P2^1;
sbit Dig_Hc595_Ds = P2^2;

/*定义蜂鸣器*/
sbit Beep = P2^7;

/*作为中途暂停指示灯 亮的时候表示中途暂停*/
sbit LED = P3^5;

/*定义按键*/
sbit Key_S1 = P0^0;	/*对应S1*/
sbit Key_S2 = P0^1;	/*对应S5*/

sbit Key_GND = 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 uiKeyTimeCnt2 = 0;	/*按键去抖动延时计数器*/
unsigned char ucKeyLock2 = 0;	/*按键触发后自锁的变量标志*/

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 ucWd1Update = 1;	/*窗口1更新显示标志*/
unsigned char ucWd = 1;	/*本程序的核心变量，窗口显示变量。类似于一级菜单的变量。代表显示不同的窗口。*/

unsigned char ucCountDown = 99;	/*倒计时的当前值*/
unsigned char ucStartFlag = 0;	/*暂停与启动的标志位*/
unsigned int uiTimeCnt = 0;	/*倒计时的时间计时器*/

unsigned char ucTemp1 = 0;	/*中间过渡变量*/
unsigned char ucTemp2 = 0;	/*中间过渡变量*/
unsigned char ucTemp3 = 0;	/*中间过渡变量*/
unsigned char ucTemp4 = 0;	/*中间过渡变量*/
unsigned char ucTemp5 = 0;	/*中间过渡变量*/
unsigned char ucTemp6 = 0;	/*中间过渡变量*/
unsigned char ucTemp7 = 0;	/*中间过渡变量*/
unsigned char ucTemp8 = 0;	/*中间过渡变量*/

unsigned int uiVoiceCnt = 0;	/*蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器*/

void Dig_Hc595_Drive(unsigned char, unsigned char);

/*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*/
0x40,  /*-		   序号11*/
0x73,  /*P       序号12*/	
};

/**
* @brief  定时器0初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化T0
**/
void Init_T0(void)
{
	TMOD = 0x01;                    /*set timer0 as mode1 (16-bit)*/
	TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/
	TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/
}
/**
* @brief  外围初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化外围
* 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。
**/
void Init_Peripheral(void)
{
	ucDigDot8 = 0;  
	ucDigDot7 = 0; 
	ucDigDot6 = 0; 
	ucDigDot5 = 0;   
	ucDigDot4 = 0;
	ucDigDot3 = 0;   
	ucDigDot2 = 0;  
	ucDigDot1 = 0; 
	ET0 = 1;/*允许定时中断*/
	TR0 = 1;/*启动定时中断*/
	EA = 1;/*开总中断*/  
}

/**
* @brief  初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化单片机
**/
void	Init(void)
{
	LED = 0;
	Beep = 1;	
	Key_GND = 0;
	
	Dig_Hc595_Drive(0x00, 0x00);	/*关闭所有经过另外两个74HC595驱动的LED灯*/

	Init_T0();
}
/**
* @brief  延时函数
* @param  无
* @retval 无
**/
void Delay_Long(unsigned int uiDelayLong)
{
   unsigned int i;
   unsigned int j;
   for(i=0;i 8)	/*扫描完8个数码管后，重新从第一个开始扫描*/
	{
		ucDisplayDriveStep = 1;
	}
}
/**
* @brief  数码管的595驱动函数
* @param  无
* @retval 
* 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。
**/
void Dig_HC595_Drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09, unsigned char ucDigStatusTemp08_01)
{
	unsigned char i;
	unsigned char ucTempData;
	Dig_Hc595_Sh = 0;
	Dig_Hc595_St = 0;	
	
	ucTempData = ucDigStatusTemp16_09;	/*先送高8位*/
	for(i = 0; i < 8; i ++)
	{
		if(ucTempData >= 0x80)
		{
			Dig_Hc595_Ds = 1;
		}
		else
		{
			Dig_Hc595_Ds = 0;
		}
		/*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 = 0;	/*SH引脚的上升沿把数据送入寄存器*/
		Delay_Short(1); 
		Dig_Hc595_Sh = 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 = 1;
		}
		else
		{
			Dig_Hc595_Ds = 0;
		}
		Dig_Hc595_Sh = 0;	/*SH引脚的上升沿把数据送入寄存器*/
		Delay_Short(1); 
		Dig_Hc595_Sh = 1;
		Delay_Short(1); 	
			
		ucTempData = ucTempData <<1;
	}
	
	Dig_Hc595_St = 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 = 1;
	Delay_Short(1);
	
	Dig_Hc595_Sh = 0;	/*拉低，抗干扰就增强*/
	Dig_Hc595_St = 0;
	Dig_Hc595_Ds = 0;
}
/**
* @brief  扫描按键
* @param  无
* @retval 放在定时中断里
**/
void Key_Scan(void)
{
	if(Key_S1 == 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;
		uiKeyTimeCnt1 = 0;
	}
	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;
		}
	}

	if(Key_S2 == 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*/
	{
		ucKeyLock2 = 0;
		uiKeyTimeCnt2 = 0;
	}
	else if(ucKeyLock2 == 0)	/*有按键按下，且是第一次被按下*/
	{
		uiKeyTimeCnt2 ++;	/*累加定时中断次数*/
		if(uiKeyTimeCnt2 > const_key_time2)
		{
			uiKeyTimeCnt2 = 0;
			ucKeyLock2 = 1;	/*自锁按键置位,避免一直触发*/
			ucKeySec = 2;
		}
	}
}
/**
* @brief  按键服务的应用程序
* @param  无
* @retval 无
**/
void Key_Service(void)
{
	switch(ucKeySec)	/*启动和暂停按键*/
	{
		case 1:	/*加按键，对应S1*/
			switch(ucWd)	/*在不同的窗口下，设置不同的参数*/
			{
				case 1:
					ucStartFlag = !ucStartFlag;
				break;
			}
			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;
			
		case 2:	/*复位按键，对应S5*/
			switch(ucWd)	/*在不同的窗口下，设置不同的参数*/
			{
				case 1:
					ucStartFlag = 0;	/*暂停*/
					ucCountDown = 99;	/*恢复倒计时的默认值99*/
					uiTimeCnt = 0;	/*倒计时的时间计时器清零*/
					ucWd1Update = 1;	/*窗口1更新显示标志  只要ucCountDown变化了，就要更新显示一次*/
				break;
			}
			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;
	}
}
/**
* @brief  显示的窗口菜单服务程序
* @param  无
* @retval 
*凡是人机界面显示，不管是数码管还是液晶屏，都可以把显示的内容分成不同的窗口来显示，
*每个显示的窗口中又可以分成不同的局部显示。其中窗口就是一级菜单，用ucWd变量表示。
*局部就是二级菜单，用ucPart来表示。不同的窗口，会有不同的更新显示变量ucWdXUpdate来对应，
*表示整屏全部更新显示。不同的局部，也会有不同的更新显示变量ucWdXPartYUpdate来对应，表示局部更新显示。
**/
void Display_Service(void)	/*显示的窗口菜单服务程序*/
{
		switch(ucWd)
		{
			case 1:	/*显示P--1窗口的数据*/			
				/*窗口1要全部更新显示*/
				if(ucWd1Update == 1)	
				{
					ucWd1Update = 0;	/*及时清零标志，避免一直进来扫描*/
					
					ucTemp8 = 10;	/*显示空*/
					ucTemp7 = 10;	/*显示空-*/
					ucTemp6 = 10;	/*显示空*/
					ucTemp5 = 10;	/*显示空*/					
					ucTemp4 = 10;	/*显示空*/
					ucTemp3 = 10;	/*显示空*/
					
					ucTemp2 = ucCountDown / 10;	/*倒计时的当前值*/
					ucTemp1 = ucCountDown % 10;		

					ucDigShow8 = ucTemp8;
					ucDigShow7 = ucTemp7;
					ucDigShow6 = ucTemp6;
					ucDigShow5 = ucTemp5;
					ucDigShow4 = ucTemp4;
					ucDigShow3 = ucTemp3;
					
					if(ucCountDown < 10)
					{
						ucDigShow2 = 10;
					}
					else
					{
						ucDigShow2 = ucTemp2;
					}
					ucDigShow1 = ucTemp1;
				}
			break;
		}
}

/**
* @brief  定时器0中断函数
* @param  无
* @retval 无
**/
void ISR_T0(void)	interrupt 1
{
	TF0 = 0;  /*清除中断标志*/
  TR0 = 0; /*关中断*/
	
	if(ucStartFlag == 1)	/*启动倒计时的计时器*/
	{
		uiTimeCnt ++;
		if(uiTimeCnt > const_1s)	/*1秒钟的时间到*/
		{	
			if(ucCountDown != 0)	/*加这个判断，就是避免在0的情况下减1*/
			{
				ucCountDown --;	/*倒计时当前显示值减1*/
			}
			else
			{
				ucStartFlag = 0;	/*暂停*/
				uiVoiceCnt = const_voice_long;	/*蜂鸣器触发提醒，滴一声就停。*/
			}
			ucWd1Update = 1;	/*窗口1更新显示标志*/
			uiTimeCnt = 0;	/*计时器清零，准备从新开始计时*/
		}
	}
  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=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=1;  /*蜂鸣器是PNP三极管控制，高电平就停止鸣叫。*/
  }	

	
	Key_Scan();	/*按键扫描函数*/
	Display_Drive();	/*数码管字模的驱动函数*/

	TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/
	TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/
  TR0 = 1; /*开中断*/	
}
/*——————主函数——————*/
/**
* @brief  主函数
* @param  无
* @retval 实现LED灯闪烁
**/
void main()
{
	/*单片机初始化*/
	Init();
	/*延时，延时时间一般是0.3秒到2秒之间，等待外围芯片和模块上电稳定*/
	Delay_Long(100);
	/*单片机外围初始化*/	
	Init_Peripheral();
	while(1)
	{
		/*按键服务的应用程序*/
		Key_Service();
		/*显示的窗口菜单服务程序*/
		Display_Service();
	}
}

三、仿真实现

51单片机实现数码管中的倒计时程序