【蓝桥杯单片机】工厂灯光控制系统案例解析（小蜜蜂老师基础综合实训）

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工厂灯光控制系统案例解析

题目

在这里插入图片描述

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流程图

在这里插入图片描述

关键点复盘

  • 设备检测——移位
    L1~L8在板子上是从左至右但是在对P0口赋值时是16进制从高位(L8)—>低位(L0)
    根据原理图LED赋值0亮1灭
    为了方便赋值可以把板子转一下让LED排序与赋值顺序相同
    左移<< 右移>> 控制移位补0使LED依次点亮、依次熄灭
    unsigned char i 作为下文表格中的循环变量
赋值L8L7L6L5L4L3L2L1备注
0xff11111111全灭
0xff << ifor(i = 1;i <= 8;i++)
左移补0
~ (0xff)00000000全亮
~ (0xff) << ifor(i = 1;i <= 8;i++)
左移补1
  • 运行时间的逻辑处理——if语句
    • if语句嵌套秒——>分——>时
    • 定义unsigned chat count = 0; 将50ms作为计数初值20次为1s
    • 判断 秒、分 是否到60而不是59
  • 按键控制LED时不影响数码管运行——按键消抖 检测松手现场保护
    if(S5 == 0)						//发现按键S5信号
{
   SMG_Display();			    //刷新数码管 作为 去抖动处理
   if(S5 == 0)					//确认按键S5信号
   {
   	while(S5 == 0)			//等待按键S5松开
   	{
   		SMG_Display();		//刷新数码管使其不受按键影响
   	}
   	XXXXXXXXXXX其他操作XXXXXXXXXXXX;
   }		
}
  • 串口远程控制——switch-case-break语句
    根据同信规约
    高位——命令类型 A 或 B
    低位——执行函数 LED显示 或 读取时间
       if(command != 0x00)  //接收到一个上位机命令
   {
   		switch(command & 0xf0)  //将命令类型(高4位)取出
   		{
   			case 0xa0:
   			XXXXXXXXX其他操作XXXXXXXXXX;
   			break;
   			command = 0x00; 	//command清零防止重复执行

   			case 0xb0:
   			XXXXXXXXX其他操作XXXXXXXXXX;
   			break;
   			command = 0x00; 
   		}
   }
  • LED控制语句解析——与、或
  • 与或关系
    0 | any = any 用作取数
    1 | any = 1 用作置1
    0 & any = 0 用作置0
    1 & any = any 用作取数
  • 为了使“本地控制”(高位)与“远程控制”(低位)互不干扰引入状态变量stat_led = 0xff
  • 本地控制
    - S5控制L7判断S5按下后
    Select_HC573(4);
    stat_led = (stat_led | 0x40) & (~stat_led | 0xbf);
    P0 = stat_led;
    在这里插入图片描述
  • 远程控制判断为case 0xa0以后
    Select_HC573(4);
    stat_led = (stat_led | 0x0f) & (~command | 0xf0);
    P0 = stat_led;
    在这里插入图片描述
  • 读取时间——发送数据HEX16进制的BCD码格式(0xMM)
    (hour / 10) << 4 | (hour % 10)
    (min / 10) << 4 | (min % 10)
    (sec / 10) << 4 | (sec % 10)
    原数取整放高位(左移4位)原数取余放低位
  • 注释规范性
    • 标明定义变量
      • 定义辅助寄存器使用串口时
      • 定义独立按键管脚使用独立按键时
      • 定义状态机LED状态变量
      • 定义数码管段码表有无小数点
    • 表明定义函数
      /* ==================== XXX函数 =======================
      功能XXX
      参数XXX
      返回XXX
      设计XXX20XX年XX月XX日
      ======================================================= */

参考代码IO模式

J13接2~3
J5接2~3

#include "reg52.h"

sfr AUXR = 0x8e;		//定义辅助寄存器

sbit S5 = P3^2;  		//定义按键S5引脚
sbit S4 = P3^3;			//定义按键S4引脚

unsigned char count = 0;		//定义50ms定时中断累计变量
unsigned char sec = 0;			//定义运行时间的“秒”变量
unsigned char min = 0;			//定义运行时间的“分”变量
unsigned char hour = 0;			//定义运行时间的“时”变量

unsigned char command = 0x00;   //定义串口命令字接受变量

unsigned char stat_led = 0xff;  //定义LED灯当前开关状态

//-----共阳数码管的段码编码表无小数点-----
code unsigned char SMG_NoDot[10] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,
									0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

/*====================锁存器选择函数=======================
功能选择要打通的锁存器
参数channel 输出通道
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=======================================================*/
void Select_HC573(unsigned char channel)		
{
	switch(channel)
	{
		case 4: P2 = P2 & 0x1f | 0x80; break;		//Y4输出0选择LED控制
		case 5: P2 = P2 & 0x1f | 0xa0; break;		//Y5输出0选择蜂鸣器和继电器控制
		case 6: P2 = P2 & 0x1f | 0xc0; break;		//Y6输出0选择数码管位选
		case 7: P2 = P2 & 0x1f | 0xe0; break;		//Y7输出0选择数码管段码
		case 0: P2 = P2 & 0x1f | 0x00; break;		//所有锁存器不选择
	}
}
/*=================数码管专用延时函数==================
功能数码管动态显示专用延时函数
参数t 延时长度
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void SMG_Delay(unsigned char t)  		
{
	while(t--);
}
/*===============单个数码管显示函数===================
功能在指定的数码管位置上显示指定的内容
参数pos——位选即要点亮的数码管的显示位置
	  dat——段选即要点亮的数码管的显示内容
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void SMG_Bit(unsigned char pos,unsigned char dat) 
{
	Select_HC573(7);  //消影
	P0 = 0xff;
	Select_HC573(6);  //位选低位—>高位 即 数码管左—>数码管右
	P0 = 0x01 << pos;
	Select_HC573(7);  //段选内容由“定义的数码管段码数组内容”决定
	P0 = dat;
}
/*================全部数码管显示函数===================
功能控制所有数码管显示相同内容放在数码管显示函数后用于消影
参数 dat 段选数码管显示内容
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
====================================================*/
void SMG_All(unsigned char dat)
{
	Select_HC573(6);  //位选全部
	P0 = 0xff;
	Select_HC573(7);  //段选
	P0 = dat;
}
/*=================普通延时函数=======================
功能逐个检测LED与数码管的工作状态
参数t 延时长度
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Delay(unsigned int t)
{
	while(t--);
	while(t--);
}
/*=================设备检测函数=====================
功能逐个检测LED与数码管的工作状态
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Device_Detect()
{
	unsigned char i;				//循环变量
	
	Select_HC573(4);		
	for(i = 1;i <= 8;i++)
	{
		P0 = 0xff << i;				//逐个点亮LED
		Delay(60000);
	}
	for(i = 1;i <= 8;i++)
	{
		P0 = ~(0xff << i);			//逐个熄灭LED
		Delay(60000);
	}
	Select_HC573(0);				//关闭所有锁存器
	
	Select_HC573(7);  				//数码管a~dp所有段点亮
	P0 = 0x00;
	for(i = 0;i <= 7;i++)
	{
		
		Select_HC573(6);  
		P0 = ~(0xfe << i);			//逐个点亮数码管
		Delay(60000);
	}
	for(i = 0;i <= 7;i++)
	{
		Select_HC573(6);  
		P0 = (0xfe << i);			//逐个熄灭数码管
		Delay(60000);
	}
	Select_HC573(0);				//关闭所有锁存器
}
/*=================定时器T0初始化函数===================
功能将定时器T0设置为16位自动重装模式(模式00)计数初值为50ms
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Init_Time0()
{
	TMOD = 0x20;		//注意T0与T1的工作模式必须一起赋值
	
	TH0 = (65535 - 50000) / 256;		//计数初值为50ms
	TL0 = (65535 - 50000) % 256;
	
	ET0 = 1;		//使能定时器T0
	EA = 1;			//使能总中断
	TR0 = 1;		//启动定时器T0
}
/*=================定时器T0中断服务函数=================
功能进行系统运行时间的逻辑处理
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Service_Time0() interrupt 1
{
	count++;
	if(count == 20)
	{
		count = 0;
		sec++;
		if(sec == 60)
		{
			sec = 0;
			min++;
			if(min == 60)
			{
				min = 0;
				hour++;
				{
					if(hour == 99)
						hour = 0;
				}
			}
		}
	}
}
/*=================串口初始化函数===================
功能将串口初始化为波特率发生器(模式01)波特率为9600允许接收
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Init_Uart()
{
	TMOD = 0x20;		//注意T0与T1的工作模式必须一起赋值
	
	TH1 = 0xfd;			//设置9600波特率的参数
	TH1 = 0xfd;
	
	SCON = 0x50;		//8位UART模式允许接收
	AUXR = 0x00;		//辅助寄存器设置
	
	ES = 1;				//使能串口中断
	EA = 1;				//使能总中断
	TR1 = 1;			//启动定时器T1

}
/*=================串口中断服务函数===================
功能接收上位机的数据并保持在command变量中
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Service_Uart() interrupt 4
{
	if(RI == 1)
	{
		command = SBUF;			//将接收到的数据保存在command变量中
		RI = 0;					//将接收完成标志RI清0
	}
}
/*=================串口发送单字节函数===================
功能串口向上位机发送一个字节
参数dat 要发送的字节
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Sent_Byte(unsigned char dat)
{
	SBUF = dat;
	while(TI == 0);
	TI = 0;
}
/*=================系统运行时间显示函数=================
功能在数码管上显示系统运行的时间
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void SMG_Display()
{
	SMG_Bit(0,SMG_NoDot[hour / 10]);		//时十位
	SMG_Delay(500);
	SMG_Bit(1,SMG_NoDot[hour % 10]);		//时个位
	SMG_Delay(500);
	
	SMG_Bit(2,0xbf);				//分隔符
	SMG_Delay(500);
	
	SMG_Bit(3,SMG_NoDot[min / 10]);			//分十位
	SMG_Delay(500);
	SMG_Bit(4,SMG_NoDot[min % 10]);			//分个位
	SMG_Delay(500);
	
	SMG_Bit(5,0xbf);				//分隔符
	SMG_Delay(500);
	
	SMG_Bit(6,SMG_NoDot[sec / 10]);			//秒十位
	SMG_Delay(500);
	SMG_Bit(7,SMG_NoDot[sec % 10]);			//分个位
	SMG_Delay(500);
	
	SMG_All(0xff);
}
/*================独立按键控制本地灯光函数===============
功能扫描S5和S4按键并执行本地灯光控制
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Key_LED()
{
	if(S5 == 0)						//发现按键S5信号
	{
		SMG_Display();				//去抖动处理
		if(S5 == 0)					//确认按键S5信号
		{
			while(S5 == 0)			//等待按键S5松开
			{
				SMG_Display();
			}
			Select_HC573(4);
			stat_led = (stat_led | 0x40) & (~stat_led | 0xbf); 
			P0 = stat_led;			//执行现场灯光控制
			Select_HC573(0);
		}		
	}
	
	if(S4 == 0)						//发现按键S4信号
	{
		SMG_Display();				//去抖动处理
		if(S4 == 0)					//确认按键S4信号
		{
			while(S4 == 0)			//等待按键S4松开
			{
				SMG_Display();
			}
			Select_HC573(4);
			stat_led = (stat_led | 0x80) & (~stat_led | 0x7f); 
			P0 = stat_led;			//执行现场灯光控制
			Select_HC573(0);
		}		
	}
}
/*==================串口远程控制LED函数=====================
功能上位机命令解析与执行接收上位机数据并保存在command变量中
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=========================================================*/	
void Execute_Command()
{
	if(command != 0x00)					//接收到一个上位机命令
	{
		switch(command & 0xf0)  		//将命令类型(高4位)取出来
		{
			case 0xa0:					//远程灯光控制命令
				Select_HC573(4);
				stat_led = (stat_led | 0x0f) & (~command | 0xf0);
				P0 = stat_led;
				Select_HC573(0);
				command = 0x00;  		
			break;
			
			case 0xb0:					//读取本地系统运行时间命令
				Sent_Byte((hour / 10) << 4 | (hour % 10));
				Sent_Byte((min / 10) << 4 | (min % 10));
				Sent_Byte((sec / 10) << 4 | (sec % 10));
				command = 0x00;
			break;
		}
	}
}
/*==================系统初始化函数=====================
功能将蜂鸣器与继电器灯无关设备关闭
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void Init_System()  
{
	Select_HC573(5);
	P0 = 0x00;
	Select_HC573(4);
	P0 = 0xff;
	Select_HC573(0);
}
/*=====================主函数==========================
功能工厂灯光控制系统的主函数
参数无
返回空
设计饥饿的半导体2023年1月30日
=====================================================*/
void main()
{
	Init_System();  
	Device_Detect();
	Init_Time0();
	Init_Uart();
	
	while(1)
	{
		Execute_Command();
		SMG_Display();
		Key_LED();
	}
}
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