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標題: 新手必看--單片機裸奔程序的框架（二） [打印本頁]

作者: edu118gct 時間: 2014-8-15 15:39
標題: 新手必看--單片機裸奔程序的框架（二）

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(yīng)的標志位即可；

// Timer 0 比較匹配中斷服務(wù),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(wù)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(wù)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。
/*==========================================
功能：串口發(fā)送接收的時間事件
說明：放在大循環(huán)中每10ms一次
輸出：none
輸入：none
==========================================*/
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
}
/*==========================================
功能：串口接收中斷
說明：接收一個數(shù)據(jù)，存入緩存
輸出：none
輸入：none
==========================================*/
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;
      }
}
}

/*==========================================
功能：串口接收數(shù)據(jù)幀
說明：當非0輸出時，收到一幀數(shù)據(jù)
   放在大循環(huán)中執(zhí)行
輸出：==0:沒有數(shù)據(jù)幀
   !=0:數(shù)據(jù)幀命令字
輸入：none
==========================================*/
INT8U ChkRxFrame(void)
{
INT8U dat;
INT8U cnt;
INT8U sum;
INT8U ret;
ret = RX_NULL;
if (RxBufCnt != 0){
      RxTimer = 0; //清接收計數(shù)時間，UARTimeEvent()中對于接收超時做了放棄整幀數(shù)據(jù)的處理
      //Display();
      cnt = RxCnt;
      dat = RxBuf[RxBufRdIdx];          // Get Char
      if (++RxBufRdIdx == RX_BUFFER_SIZE)
         RxBufRdIdx = 0;
      Cli();
      --RxBufCnt;
      Sei();
      FrameBuf[cnt++] = dat;
      if (cnt >= FRAME_LEN)// 組成一幀
      {
         sum = 0;
         for (cnt = 0;cnt < (FRAME_LEN - 1);cnt++)
            sum+= FrameBuf[cnt];
         if (sum == dat)
            ret = FrameBuf[0];
         cnt = 0;
      }
      RxCnt = cnt;
}
return ret;
}
以上的代碼ChkRxFrame()可以放于串口接收數(shù)據(jù)處理函數(shù)RxProcess() 中，然后放入主循環(huán)中執(zhí)行即可。以上用一個計時變量RxTimer，很微妙的解決了接收幀超時的放棄幀處理，它沒有用任何等待，而且主循環(huán)中每次只是接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)，時間很短。

我們開始架構(gòu)整個系統(tǒng)的框架：
我們選用一個系統(tǒng)不常用的TIMER來產(chǎn)生系統(tǒng)所需的系統(tǒng)基準節(jié)拍，這里我們選用4ms；
在meg8中我們代碼如下：
// Timer 0 overflow interrupt service routine
interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)
{
// Reinitialize Timer 0 value
TCNT0=0x83;
// Place your code here
if ((++Time1ms & 0x03) == 0)
      TimeIntFlg = 1;
}
然后我們設(shè)計一個TimeEvent()函數(shù)，來調(diào)用一些在以指定的頻率需要循環(huán)調(diào)用的函數(shù)，
比如每個4ms我們就進行喂狗以及數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示，每隔1s我們就調(diào)用led閃爍程序，每隔20ms我們進行鍵盤掃描程序；
void TimeEvent (void)
{
if (TimeIntFlg){
      TimeIntFlg = 0;
      ClearWatchDog();
      display(); // 在4ms事件中，調(diào)用LED掃描顯示，以及喂狗
      if (++Time4ms > 5){
         Time4ms = 0;
         TimeEvent20ms()；//在20ms事件中，我們處理鍵盤掃描read_keyboard_FUN2()

         if (++Time100ms > 10){
            Time100ms = 0;
            TimeEvent1Hz();// 在1s事件中，我們使工作指示燈閃爍
         }
      }
      UARTimeEvent();//串口的數(shù)據(jù)接收事件，在4ms事件中處理
}
}
顯然整個思路已經(jīng)很清晰了，cpu需要處理的循環(huán)事件都可以根據(jù)其對于時間的要求很方便的加入該函數(shù)中。但是我們對這事件有要求：
執(zhí)行速度快，簡短，不能有太長的延時等待，其所有事件一次執(zhí)行時間和必須小于系統(tǒng)的基準時間片4ms（根據(jù)需要可以加大系統(tǒng)基準節(jié)拍）。所以我們的鍵盤掃描程序，數(shù)碼管顯示程序，串口接收程序都如我先前所示。如果逼不得已需要用到較長的延時（如模擬IIc時序中用到的延時）
我們設(shè)計了這樣的延時函數(shù)：
void RunTime250Hz (INT8U delay)//此延時函數(shù)的單位為4ms(系統(tǒng)基準節(jié)拍)
{
while (delay){
      if (TimeIntFlg){
         --delay;
         TimeEvent();
      }
      TxProcess();
      RxProcess();
}
}
我們需要延時的時間=delay*系統(tǒng)記住節(jié)拍4ms,此函數(shù)就確保了在延時的同時，我們其它事件（鍵盤掃描，led顯示等）也并沒有被耽誤；
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好了這樣我們的主函數(shù)main()將很簡短：
Void main (voie)
{
Init_all();
while (1)
{
      TimeEvent(); //對于循環(huán)事件的處理
      RxProcess();  //串口對接收的數(shù)據(jù)處理
      TxProcess();// 串口發(fā)送數(shù)據(jù)處理

}
}
整體看來我們的系統(tǒng)就成了將近一個萬能的模版了，根據(jù)自己所選的cpu,選個定時器，在添加自己的事件函數(shù)即可，非常靈活方便實用，一般的單片機能勝任的場合，該模版都能搞定。
整個系統(tǒng)以全局標志作為主線，形散神不散；系統(tǒng)耗費比較小，只是犧牲了一個Timer而已，在資源缺乏的單片機中，非常適；曾經(jīng)看過一個網(wǎng)友的模版“單片機實用系統(tǒng)”，其以51為例子寫的，整體思路和這個差不多，不過他寫得更為規(guī)范緊湊，非常欣賞；但個人覺得代碼開銷量要大些，用慣了都一樣哦。但是由于本系統(tǒng)以全局標志為驅(qū)動事件，所以比較感覺比較凌亂，全局最好都做好注釋，而其要注意一些隱形的函數(shù)遞歸情況，千萬不要遞歸的太深哦（有的單片機不支持）。轉(zhuǎn)載

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