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2021年11月09日 | 51单片机实现数码管作为仪表盘显示跑马灯的方向，速度和运

2021-11-09 来源：eefocus

一

二、编写程序

/********************************************************************************************************************

---- @Project: LED-74HC595

---- @File: main.c

---- @Edit: ZHQ

---- @Version: V1.0

---- @CreationTime: 20200702

---- @ModifiedTime: 20200703

---- @Description: 用S1键作为控制跑马灯的方向按键，S5键作为控制跑马灯

---- 方向的加速度按键，S9键作为控制跑马灯方向的减速度按键，S13键作为控制跑马灯方

---- 向的启动或者暂停按键。

---- 实现功能：

---- 跑马灯运行：第1个至第8个LED灯一直不亮。在第9个至第16个LED灯，依次逐个亮灯并

---- 且每次只能亮一个灯。每按一次独立按键S13键，原来运行的跑马灯会暂停，原来暂停

---- 的跑马灯会运行。用S1来改变方向。用S5和S9来改变速度，每按一次按键的递增或者

---- 递减以10为单位。

---- 数码管显示：本程序只有1个窗口，这个窗口分成3个局部显示。8，7，6位数码管显示

---- 运行状态，启动时显示“on”，停止时显示“oFF”。5位数码管显示数码管方向，正向显

---- 示“n”，反向显示“U”。4,3,2,1位数码管显示速度。数值越大速度越慢，最慢的速度是

---- 550，最快的速度是50。

---- 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_key_time1 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_key_time2 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_key_time3 9 /*按键去抖动延时的时间*/

#define const_key_time4 9 /*按键去抖动延时的时间*/

//#define const_1s 96 /*大概产生一秒钟的时间基准*/

/*——————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;

/*LED灯的74HC595程序*/

sbit Hc595_Sh = P2^3;

sbit Hc595_St = P2^4;

sbit Hc595_Ds = P2^5;

/*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; /*第一行输入*/

sbit Key_S2 = P0^1; /*第二行输入*/

sbit Key_S3 = P0^2; /*第三行输入*/

sbit Key_S4 = P0^3; /*第四行输入*/

sbit Key_Gnd = P0^4;

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 int uiKeyTimeCnt3 = 0; /*按键去抖动延时计数器*/

unsigned char ucKeyLock3 = 0; /*按键触发后自锁的变量标志*/

unsigned int uiKeyTimeCnt4 = 0; /*按键去抖动延时计数器*/

unsigned char ucKeyLock4 = 0; /*按键触发后自锁的变量标志*/

unsigned char ucKeySec = 0; /*被触发的按键编号*/

unsigned char ucLED1 = 0; /*代表16个灯的亮灭状态，0代表灭，1代表亮*/

unsigned char ucLED2 = 0;

unsigned char ucLED3 = 0;

unsigned char ucLED4 = 0;

unsigned char ucLED5 = 0;

unsigned char ucLED6 = 0;

unsigned char ucLED7 = 0;

unsigned char ucLED8 = 0;

unsigned char ucLED9 = 0;

unsigned char ucLED10 = 0;

unsigned char ucLED11 = 0;

unsigned char ucLED12 = 0;

unsigned char ucLED13 = 0;

unsigned char ucLED14 = 0;

unsigned char ucLED15 = 0;

unsigned char ucLED16 = 0;

unsigned char ucLed_update = 0; /*刷新变量。每次更改LED灯的状态都要更新一次。*/

unsigned char ucLedStep_09_16 = 0; /*第9个至第16个LED跑马灯的步骤变量*/

unsigned int uiTimeCnt_09_16 = 0; /*第9个至第16个LED跑马灯的统计定时中断次数的延时计数器*/

unsigned char ucLedStatus16_09 = 0; /*代表底层74HC595输出状态的中间变量*/

unsigned char ucLedStatus08_01 = 0; /*代表底层74HC595输出状态的中间变量*/

unsigned char ucLedDirFlag = 0; /*方向变量，把按键与跑马灯关联起来的核心变量,0代表正方向，1代表反方向*/

unsigned int uiSetTimeLevel_09_16 = 100; /*速度变量，此数值越大速度越慢，此数值越小速度越快。*/

unsigned char ucLedStartFlag = 1; /*启动和暂停的变量，0代表暂停，1代表启动*/

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 ucDigDot1;

unsigned char ucDigDot2;

unsigned char ucDigDot3;

unsigned char ucDigDot4;

unsigned char ucDigDot5;

unsigned char ucDigDot6;

unsigned char ucDigDot7;

unsigned char ucDigDot8;

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 ucWd1Part1Update = 1; /*窗口1的局部1更新显示变量*/

unsigned char ucWd1Part2Update = 1; /*窗口1的局部2更新显示变量*/

unsigned char ucWd1Part3Update = 1; /*窗口1的局部3更新显示变量*/

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*/

0x5c, /*o 序号13*/

0x71, /*F 序号14*/

0x3e, /*U 序号15*/

0x37, /*n 序号16*/

};

/**

* @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; /*小数点全部不显示*/

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;

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 {

for(j=0;j<500;j++) /*内嵌循环的空指令数量*/

{

; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

}

/**

* @brief 延时函数

* @param 无

* @retval 无

**/

void Delay_Short(unsigned int uiDelayShort)

{

unsigned int i;

for(i=0;i {

; /*一个分号相当于执行一条空语句*/

}

/**

* @brief 显示数码管字模的驱动函数

* @param 无

* @retval 动态驱动数码管的原理

* 在八位数码管中，在任何一个瞬间，每次只显示其中一位数码管，另外的七个数码管

* 通过设置其公共位com为高电平来关闭显示，只要切换画面的速度足够快，人的视觉就分辨不出来，感觉八个数码管

* 是同时亮的。以下dig_hc595_drive(xx,yy）函数，其中第一个形参xx是驱动数码管段seg的引脚，第二个形参yy是驱动

* 数码管公共位com的引脚。

**/

void Display_Drive(void)

{

switch(ucDisplayDriveStep)

{

case 1: /*显示第1位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow1];

if(ucDigDot1 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xfe);

break;

case 2: /*显示第2位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow2];

if(ucDigDot2 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xfd);

break;

case 3: /*显示第3位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow3];

if(ucDigDot3 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xfb);

break;

case 4: /*显示第4位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow4];

if(ucDigDot4 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xf7);

break;

case 5: /*显示第5位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow5];

if(ucDigDot5 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xef);

break;

case 6: /*显示第6位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow6];

if(ucDigDot6 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xdf);

break;

case 7: /*显示第7位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow7];

if(ucDigDot7 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0xbf);

break;

case 8: /*显示第8位*/

ucDigShowTemp = Dig_Table[ucDigShow8];

if(ucDigDot8 == 1)

{

ucDigShowTemp = ucDigShowTemp | 0x80; /*显示小数点*/

}

Dig_Hc595_Drive(ucDigShowTemp, 0x7f);

break;

}

ucDisplayDriveStep ++; /*逐位显示*/

if(ucDisplayDriveStep > 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; /*按键自锁标志清零*/

uiKeyTimeCnt1 = 0; /*按键去抖动延时计数器清零*/

}

else if(ucKeyLock1 == 0) /*有按键按下，且是第一次被按下*/

51单片机数码管仪跑马灯

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