基于MCU單片機(jī)在蜂鳴器系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)
初學(xué)者在編寫(xiě)單片機(jī)程序時(shí)經(jīng)常會(huì)用到延時(shí)函數(shù)，但是當(dāng)系統(tǒng)逐步復(fù)雜以后(沒(méi)有復(fù)雜到使用操作系統(tǒng))延時(shí)會(huì)因?yàn)檠訒r(shí)降低MCU的利用率，更嚴(yán)重的會(huì)影響系統(tǒng)中的“并行”操作例如一個(gè)既有按鍵又有蜂鳴器的系統(tǒng)中，如果要求按下按鍵發(fā)出不同的聲音，每次發(fā)聲時(shí)間在1秒-2秒之間， 如果用延時(shí)來(lái)做代碼很簡(jiǎn)單：
//蜂鳴器發(fā)出“嗶-嗶-嗶”聲音時(shí)間約1s
void BeepFuction(void)
{
unsigned char i;
for(i=0;i《3;i=++)
{
BeepEn(); //開(kāi)啟蜂鳴器
Delayms(220);//延時(shí)220ms
BeepDis();//關(guān)閉蜂鳴器
Delayms(110);//延時(shí)110ms
}
}
當(dāng)這段代碼執(zhí)行時(shí)MCU不可能同時(shí)處理按鍵檢查程序因?yàn)樗蟛糠謺r(shí)間在執(zhí)行Delayms()函數(shù)中的nop指令，這樣就不可能去執(zhí)行檢查按鍵了(不使用中斷時(shí))，如果把程序改成流程形式的寫(xiě)法則結(jié)果會(huì)大為不同，下面先介紹一下基本原理。
我們都知道一般的定時(shí)器為16位或8位循環(huán)計(jì)數(shù)，例如對(duì)于16位的計(jì)數(shù)器當(dāng)計(jì)數(shù)器數(shù)值從0增加到65535時(shí)再加一就會(huì)回到0那么我們來(lái)比較下面兩種情況(不考慮計(jì)數(shù)器在記錄當(dāng)前時(shí)刻T后再次回到或超過(guò)T這種情況我暫且稱(chēng)它為“壓圈”)：
情況1：
T1時(shí)刻計(jì)數(shù)器數(shù)值為300
T2時(shí)刻計(jì)數(shù)器數(shù)值為400
則T1時(shí)刻到T2為100個(gè)計(jì)數(shù)單位。
這段時(shí)間差也為100個(gè)計(jì)數(shù)單位。
情況2：
T1時(shí)刻計(jì)數(shù)器數(shù)值為65535
T2時(shí)刻計(jì)數(shù)器數(shù)值為99
則T1到T2 可以算出為65535到0的1個(gè)計(jì)數(shù)單位再加上 0到99的99個(gè)計(jì)數(shù)單位總共為100個(gè)計(jì)數(shù)單位。
所以時(shí)間差還是100個(gè)計(jì)數(shù)單位。
在C語(yǔ)言中如果使用兩個(gè)無(wú)符號(hào)數(shù)作減法會(huì)得到如下結(jié)果：99-65535=100，這個(gè)很好理解就和10進(jìn)制的借位一樣只不過(guò)借位后不用管高位了也就相當(dāng)于99+65536-65535結(jié)果是100了，當(dāng)然這些前提條件都是計(jì)數(shù)器不會(huì)出現(xiàn)“壓圈”。
有了上面對(duì)定時(shí)器的了解就可以從新寫(xiě)這個(gè)Beep函數(shù)了
//蜂鳴器發(fā)出“嗶-嗶-嗶”聲音時(shí)間約1s
bit BeepFlag = 0;//蜂鳴流程忙標(biāo)志位
bit BeepCtrl = 0;//蜂鳴器流程控制標(biāo)志位
void BeepProc(void)
{
staTIc unsigned int BeepTImer;
staTIc unsigned char BeepStatus = 0;
staTIc unsigned char i;
switch(BeepStatus)
{
case 0://
if(BeepCtrl)
{
i = 3;//蜂鳴次數(shù)
BeepFlag = 1;//置位忙標(biāo)志位
BeepCtrl = 0;//清除控制標(biāo)志位
BeepTimer = TIMER;//這里TIMER為系統(tǒng)定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘為1ms
BeepEn(); //開(kāi)啟蜂鳴器
BeepStatus = 1;//進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)
}
break;
case 1://蜂鳴狀態(tài)
if(TIMER-BeepTimer》220)//220ms
{
BeepDis(); //關(guān)閉蜂鳴器
BeepTimer = TIMER;//記錄時(shí)刻
BeepStatus = 2;//進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)
}
break;
case 2://停止蜂鳴狀態(tài)
if(TIMER-BeepTimer》110)//110ms
{
if(i!=0)
{
i--;
BeepTimer = TIMER;//記錄時(shí)刻
BeepEn(); //開(kāi)啟蜂鳴器
BeepStatus = 2;//回到蜂鳴狀態(tài)
}
else
{
BeepStatus = 0;//回到初始狀態(tài)
BeepFlag = 0;//清除忙標(biāo)志位
}
}
break;
default：
BeepFlag = 0;//清除忙標(biāo)志位
BeepStatus = 0;//回到初始狀態(tài)
break;
}
}
用這樣的方法實(shí)現(xiàn)的蜂鳴程序在使用時(shí)也有不同的地方，因?yàn)槭褂玫膕witch狀態(tài)所有在主循環(huán)中要一直調(diào)用：
void main()
{
SystemInitial();//系統(tǒng)初始化
。..。..。..。..。..
//主循環(huán)
while(1)
{
Fun1Proc();//功能1流程
Fun2Proc();//功能2流程
。..。
BeepProc();//蜂鳴流程
。..。
}
}
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在別的函數(shù)中需要使蜂鳴器工作時(shí)只需要下面代碼即可：
if(!BeepFlag)//檢查是否忙
BeepCtrl = 1;//啟動(dòng)蜂鳴器
用這種方法能充分利用MCU，在蜂鳴器發(fā)聲或發(fā)聲間隔的等待時(shí)間MCU可以處理別的函數(shù)，但是還要有幾點(diǎn)需要注意
第一，主循環(huán)while(1)的循環(huán)周期最好小于定時(shí)器計(jì)數(shù)時(shí)鐘周期
第二，主循環(huán)中盡量不要使用硬延時(shí)Delayms
第三，代碼中如果存在多個(gè)地方需要控制一個(gè)流程時(shí)一定要先讀取標(biāo)志位再控制
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