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基于MCU单片机在蜂鸣器系统中的应用设计

2018-10-9 01:06| 发布者: admin| 查看: 2587| 评论: 0|来自: 互联网

摘要: 初学者在编写单片机程序时经常会用到延时函数,但是当系统逐步复杂以后(没有复杂到使用操作系统)延时会因为延时降低MCU的利用率,更严重的会影响系统中的“并行”操作例如一个既有按键又有蜂鸣器的系统中,如果要 ...

    初学者在编写单片机程序时经常会用到延时函数,但是当系统逐步复杂以后(没有复杂到使用操作系统)延时会因为延时降低MCU的利用率,更严重的会影响系统中的“并行”操作例如一个既有按键又有蜂鸣器的系统中,如果要求按下按键发出不同的声音,每次发声时间在1秒-2秒之间, 如果用延时来做代码很简单:
//蜂鸣器发出“哔-哔-哔”声音时间约1s
void BeepFuction(void)
{
unsigned char i;
for(i=0;i《3;i=++)
{
BeepEn(); //开启蜂鸣器
Delayms(220);//延时220ms
BeepDis();//关闭蜂鸣器
Delayms(110);//延时110ms
}
}
    当这段代码执行时MCU不可能同时处理按键检查程序因为它大部分时间在执行Delayms()函数中的nop指令,这样就不可能去执行检查按键了(不使用中断时),如果把程序改成流程形式的写法则结果会大为不同,下面先介绍一下基本原理。
    我们都知道一般的定时器为16位或8位循环计数,例如对于16位的计数器当计数器数值从0增加到65535时再加一就会回到0那么我们来比较下面两种情况(不考虑计数器在记录当前时刻T后再次回到或超过T这种情况我暂且称它为“压圈”):
情况1:
T1时刻计数器数值为300
T2时刻计数器数值为400
则T1时刻到T2为100个计数单位。
这段时间差也为100个计数单位。
情况2:
T1时刻计数器数值为65535
T2时刻计数器数值为99
则T1到T2 可以算出为65535到0的1个计数单位再加上 0到99的99个计数单位总共为100个计数单位。
所以时间差还是100个计数单位。
在C语言中如果使用两个无符号数作减法会得到如下结果:99-65535=100,这个很好理解就和10进制的借位一样只不过借位后不用管高位了也就相当于99+65536-65535结果是100了,当然这些前提条件都是计数器不会出现“压圈”。
有了上面对定时器的了解就可以从新写这个Beep函数了
//蜂鸣器发出“哔-哔-哔”声音时间约1s
bit BeepFlag = 0;//蜂鸣流程忙标志位
bit BeepCtrl = 0;//蜂鸣器流程控制标志位
void BeepProc(void)
{
staTIc unsigned int BeepTImer;
staTIc unsigned char BeepStatus = 0;
staTIc unsigned char i;
switch(BeepStatus)
{
case 0://
if(BeepCtrl)
{
i = 3;//蜂鸣次数
BeepFlag = 1;//置位忙标志位
BeepCtrl = 0;//清除控制标志位
BeepTimer = TIMER;//这里TIMER为系统定时器计数时钟为1ms
BeepEn(); //开启蜂鸣器
BeepStatus = 1;//进入下一个状态
}
break;
case 1://蜂鸣状态
if(TIMER-BeepTimer》220)//220ms
{
BeepDis(); //关闭蜂鸣器
BeepTimer = TIMER;//记录时刻
BeepStatus = 2;//进入下一个状态
}
break;
case 2://停止蜂鸣状态
if(TIMER-BeepTimer》110)//110ms
{
if(i!=0)
{
i--;
BeepTimer = TIMER;//记录时刻
BeepEn(); //开启蜂鸣器
BeepStatus = 2;//回到蜂鸣状态
}
else
{
BeepStatus = 0;//回到初始状态
BeepFlag = 0;//清除忙标志位
}
}
break;
default:
BeepFlag = 0;//清除忙标志位
BeepStatus = 0;//回到初始状态
break;
}
}
用这样的方法实现的蜂鸣程序在使用时也有不同的地方,因为使用的switch状态所有在主循环中要一直调用:
void main()
{
SystemInitial();//系统初始化
。..。..。..。..。..
//主循环
while(1)
{
Fun1Proc();//功能1流程
Fun2Proc();//功能2流程
。..。
BeepProc();//蜂鸣流程
。..。
}
}
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在别的函数中需要使蜂鸣器工作时只需要下面代码即可:
if(!BeepFlag)//检查是否忙
BeepCtrl = 1;//启动蜂鸣器
用这种方法能充分利用MCU,在蜂鸣器发声或发声间隔的等待时间MCU可以处理别的函数,但是还要有几点需要注意
第一,主循环while(1)的循环周期最好小于定时器计数时钟周期
第二,主循环中尽量不要使用硬延时Delayms
第三,代码中如果存在多个地方需要控制一个流程时一定要先读取标志

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