新手必看--单片机裸奔程序的框架（二）

2          数码管的显示
一般情况下我们用的八位一体的数码管，采用动态扫描的方法来完成显示；非常庆幸人眼在高于50hz以上的闪烁时发现不了的。所以我们在动态扫描数码管的间隔时间是充裕的。这里我们定其时限为4ms(250HZ) ，用定时器定时为2ms,在定时中断程序中进行扫描的显示，每次只显示其中的一位；当然时限也可以弄长一些，更推荐的方法是把显示函数放入主循环中，而定时中断中置位相应的标志位即可；

// Timer 0 比较匹配中断服务,4ms定时
interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void)
{
    display(); // 调用LED扫描显示
   ……………………
}
void display(void) // 8位LED数码管动态扫描函数
{
PORTC = 0xff; // 这里把段选都关闭是很必要的，否则数码管会产生拖影
PORTA = led_7[dis_buff[posit]];
PORTC = position[posit];
if (++posit >=8 )
    posit = 0;
}
3          串口接收数据帧
串口接收时用中断方式的，这无可厚非。但如果你试图在中断服务程序中完成一帧数据的接收就麻烦大了。永远记住，中断服务函数越短越好，否则影响这个程序的实时性能。一个数据帧一般包括若干个字节，我们需要判断一帧是否完成，校验是否正确。在这个过程中我们不能用软件延时，更不能用死循环等待等方式；
所以我们在串口接收中断函数中，只是把数据放置于一个缓冲队列中。
至于组成帧，以及检查帧的工作我们在主循环中解决，并且每次循环中我们只处理一个数据，每个字节数据的处理间隔的弹性比较大，因为我们已经缓存在了队列里面。
/*==========================================
功能：串口发送接收的时间事件
说明：放在大循环中每10ms一次
输出：none
输入：none
==========================================*/
void UARTimeEvent(void)
{
    if (TxTimer != 0)//发送需要等待的时间递减
        --TxTimer;
    if (++RxTimer > RX_FRAME_RESET)  //
        RxCnt = 0;  //如果接受超时（即不完整的帧或者接收一帧完成），把接收的不完整帧覆盖
}
/*==========================================
功能：串口接收中断
说明：接收一个数据，存入缓存
输出：none
输入：none
==========================================*/
interrupt [USART_RXC] void uart_rx_isr(void)
{
    INT8U status,data;
    status  = UCSRA;
    data    = UDR;
    if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0){
        RxBuf[RxBufWrIdx]   = data;
        if (++RxBufWrIdx == RX_BUFFER_SIZE) //接收数据于缓冲中
            RxBufWrIdx  = 0；  
        if (++RxBufCnt == RX_BUFFER_SIZE){
            RxBufCnt    = 0;
            //RxBufferOvf=1;
        }
    }
}

/*==========================================
功能：串口接收数据帧
说明：当非0输出时，收到一帧数据
      放在大循环中执行
输出：==0:没有数据帧
      !=0:数据帧命令字
输入：none
==========================================*/
INT8U ChkRxFrame(void)
{
    INT8U   dat;
    INT8U   cnt;
    INT8U   sum;
    INT8U   ret;
    ret =   RX_NULL;
    if (RxBufCnt != 0){
        RxTimer = 0; //清接收计数时间，UARTimeEvent()中对于接收超时做了放弃整帧数据的处理
        //Display();
        cnt = RxCnt;
        dat = RxBuf[RxBufRdIdx];            // Get Char
        if (++RxBufRdIdx == RX_BUFFER_SIZE)
            RxBufRdIdx = 0;
        Cli();
        --RxBufCnt;
        Sei();
        FrameBuf[cnt++] = dat;
        if (cnt >= FRAME_LEN)// 组成一帧
        {
            sum = 0;
            for (cnt = 0;cnt < (FRAME_LEN - 1);cnt++)
                sum+= FrameBuf[cnt];
            if (sum == dat)
                ret = FrameBuf[0];
            cnt = 0;
        }
        RxCnt = cnt;
    }
    return ret;
}
以上的代码ChkRxFrame()可以放于串口接收数据处理函数RxProcess() 中，然后放入主循环中执行即可。以上用一个计时变量RxTimer，很微妙的解决了接收帧超时的放弃帧处理，它没有用任何等待，而且主循环中每次只是接收一个字节数据，时间很短。

我们开始架构整个系统的框架：
我们选用一个系统不常用的TIMER来产生系统所需的系统基准节拍，这里我们选用4ms；
在meg8中我们代码如下：
// Timer 0 overflow interrupt service routine
interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)
{
    // Reinitialize Timer 0 value
    TCNT0=0x83;
    // Place your code here
    if ((++Time1ms & 0x03) == 0)
        TimeIntFlg = 1;
}
然后我们设计一个TimeEvent()函数，来调用一些在以指定的频率需要循环调用的函数，
比如每个4ms我们就进行喂狗以及数码管动态扫描显示，每隔1s我们就调用led闪烁程序，每隔20ms我们进行键盘扫描程序；
void TimeEvent (void)
{
    if (TimeIntFlg){
        TimeIntFlg = 0;
        ClearWatchDog();
        display(); // 在4ms事件中，调用LED扫描显示，以及喂狗
        if (++Time4ms > 5){
            Time4ms = 0;
            TimeEvent20ms()；//在20ms事件中，我们处理键盘扫描read_keyboard_FUN2()

            if (++Time100ms > 10){
                Time100ms = 0;
                TimeEvent1Hz();// 在1s事件中，我们使工作指示灯闪烁
            }      
        }
        UARTimeEvent();//串口的数据接收事件，在4ms事件中处理
   }
}
显然整个思路已经很清晰了，cpu需要处理的循环事件都可以根据其对于时间的要求很方便的加入该函数中。但是我们对这事件有要求：
执行速度快，简短，不能有太长的延时等待，其所有事件一次执行时间和必须小于系统的基准时间片4ms（根据需要可以加大系统基准节拍）。所以我们的键盘扫描程序，数码管显示程序，串口接收程序都如我先前所示。如果逼不得已需要用到较长的延时（如模拟IIc时序中用到的延时）
我们设计了这样的延时函数：
void RunTime250Hz (INT8U delay)//此延时函数的单位为4ms(系统基准节拍)
{
    while (delay){
        if (TimeIntFlg){
            --delay;
            TimeEvent();
        }
        TxProcess();
        RxProcess();  
    }
}
我们需要延时的时间=delay*系统记住节拍4ms,此函数就确保了在延时的同时，我们其它事件（键盘扫描，led显示等）也并没有被耽误；
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好了这样我们的主函数main()将很简短：
Void main (voie)
{
Init_all();
while (1)
   {
         TimeEvent(); //对于循环事件的处理
         RxProcess();  //串口对接收的数据处理
         TxProcess();// 串口发送数据处理

}
}
整体看来我们的系统就成了将近一个万能的模版了，根据自己所选的cpu,选个定时器，在添加自己的事件函数即可，非常灵活方便实用，一般的单片机能胜任的场合，该模版都能搞定。信盈达嵌入式单片机技术实训，免费试听体验Q754634522
整个系统以全局标志作为主线，形散神不散；系统耗费比较小，只是牺牲了一个Timer而已，在资源缺乏的单片机中，非常适；曾经看过一个网友的模版“单片机实用系统”，其以51为例子写的，整体思路和这个差不多，不过他写得更为规范紧凑，非常欣赏；但个人觉得代码开销量要大些，用惯了都一样哦。但是由于本系统以全局标志为驱动事件，所以比较感觉比较凌乱，全局最好都做好注释，而其要注意一些隐形的函数递归情况，千万不要递归的太深哦（有的单片机不支持）。转载