基于MCU單片機在蜂鳴器系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計
初學(xué)者在編寫單片機程序時經(jīng)常會用到延時函數(shù)，但是當系統(tǒng)逐步復(fù)雜以后(沒有復(fù)雜到使用操作系統(tǒng))延時會因為延時降低MCU的利用率，更嚴重的會影響系統(tǒng)中的“并行”操作例如一個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)聲時間在1秒-2秒之間， 如果用延時來做代碼很簡單：
//蜂鳴器發(fā)出“嗶-嗶-嗶”聲音時間約1s
void BeepFuction(void)
{
unsigned char i;
for(i=0;i《3;i=++)
{
BeepEn(); //開啟蜂鳴器
Delayms(220);//延時220ms
BeepDis();//關(guān)閉蜂鳴器
Delayms(110);//延時110ms
}
}
當這段代碼執(zhí)行時MCU不可能同時處理按鍵檢查程序因為它大部分時間在執(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)，如果把程序改成流程形式的寫法則結(jié)果會大為不同，下面先介紹一下基本原理。
我們都知道一般的定時器為16位或8位循環(huán)計數(shù)，例如對于16位的計數(shù)器當計數(shù)器數(shù)值從0增加到65535時再加一就會回到0那么我們來比較下面兩種情況(不考慮計數(shù)器在記錄當前時刻T后再次回到或超過T這種情況我暫且稱它為“壓圈”)：
情況1：
T1時刻計數(shù)器數(shù)值為300
T2時刻計數(shù)器數(shù)值為400
則T1時刻到T2為100個計數(shù)單位。
這段時間差也為100個計數(shù)單位。
情況2：
T1時刻計數(shù)器數(shù)值為65535
T2時刻計數(shù)器數(shù)值為99
則T1到T2 可以算出為65535到0的1個計數(shù)單位再加上 0到99的99個計數(shù)單位總共為100個計數(shù)單位。
所以時間差還是100個計數(shù)單位。
在C語言中如果使用兩個無符號數(shù)作減法會得到如下結(jié)果：99-65535=100，這個很好理解就和10進制的借位一樣只不過借位后不用管高位了也就相當于99+65536-65535結(jié)果是100了，當然這些前提條件都是計數(shù)器不會出現(xiàn)“壓圈”。
有了上面對定時器的了解就可以從新寫這個Beep函數(shù)了
//蜂鳴器發(fā)出“嗶-嗶-嗶”聲音時間約1s
bit BeepFlag = 0;//蜂鳴流程忙標志位
bit BeepCtrl = 0;//蜂鳴器流程控制標志位
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;//置位忙標志位
BeepCtrl = 0;//清除控制標志位
BeepTimer = TIMER;//這里TIMER為系統(tǒng)定時器計數(shù)時鐘為1ms
BeepEn(); //開啟蜂鳴器
BeepStatus = 1;//進入下一個狀態(tài)
}
break;
case 1://蜂鳴狀態(tài)
if(TIMER-BeepTimer》220)//220ms
{
BeepDis(); //關(guān)閉蜂鳴器
BeepTimer = TIMER;//記錄時刻
BeepStatus = 2;//進入下一個狀態(tài)
}
break;
case 2://停止蜂鳴狀態(tài)
if(TIMER-BeepTimer》110)//110ms
{
if(i!=0)
{
i--;
BeepTimer = TIMER;//記錄時刻
BeepEn(); //開啟蜂鳴器
BeepStatus = 2;//回到蜂鳴狀態(tài)
}
else
{
BeepStatus = 0;//回到初始狀態(tài)
BeepFlag = 0;//清除忙標志位
}
}
break;
default：
BeepFlag = 0;//清除忙標志位
BeepStatus = 0;//回到初始狀態(tài)
break;
}
}
用這樣的方法實現(xiàn)的蜂鳴程序在使用時也有不同的地方，因為使用的switch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只需要下面代碼即可：
if(!BeepFlag)//檢查是否忙
BeepCtrl = 1;//啟動蜂鳴器
用這種方法能充分利用MCU，在蜂鳴器發(fā)聲或發(fā)聲間隔的等待時間MCU可以處理別的函數(shù)，但是還要有幾點需要注意
第一，主循環(huán)while(1)的循環(huán)周期最好小于定時器計數(shù)時鐘周期
第二，主循環(huán)中盡量不要使用硬延時Delayms
第三，代碼中如果存在多個地方需要控制一個流程時一定要先讀取標志位再控制
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