單片機(jī)電子時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)
共用體除非必要，否則我們不推薦使用，枚舉的用法比較簡單，在本書 19 章的項(xiàng)目實(shí)踐中有很好的示例，這節(jié)課我們先來練習(xí)一下結(jié)構(gòu)體的使用。下邊這個(gè)程序的功能是一個(gè)帶日期的電子鐘，相當(dāng)于一個(gè)簡易萬年歷了，并且加入了按鍵調(diào)時(shí)功能。學(xué)有余力的同學(xué)看到這里，不妨先不看我們提供的代碼，自己寫寫試試。如果能夠獨(dú)立寫一個(gè)按鍵可調(diào)的萬年歷程序，單片機(jī)可以說基本入門了。如果自己還不能夠獨(dú)立完成這個(gè)程序，那么還是老規(guī)矩，先抄并且理解，而后自己獨(dú)立默寫出來，并且要邊默寫邊理解。
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
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
#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{
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