第八届省赛之电子钟，冲鸭！！！

2024-04-09 10:40:04

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索，，，啊！

博客停写了有两三天了，这几天一直在弄第九届省赛的电子钟的题目，emmm，有点儿心累叭，不过最后还是弄完了，嘻嘻，开熏，学到不少东西，今天来个总结叭~~~

先上题目：
一. 初始化

1）关闭蜂鸣器、继电器等无关外设；
2）设备初始化时钟为 23 时 59 分 50 秒，闹钟提醒时间 0 时 0 分 0 秒。

二. 显示功能
第八届省赛之电子钟，冲鸭！！！
三. 按键功能
1）按键 S7 定义为“时钟设置”按键，通过该按键可切换选择待调整的时、分、秒,当前选择的显示单元以 1 秒为间隔亮灭，时、分、秒的调整需注意数据边界属性。
第八届省赛之电子钟，冲鸭！！！
2）按键 S6 定义为“闹钟设置”按键，通过该按键可进入闹钟时间设置功能，数码管显示当前设定的闹钟时间。
第八届省赛之电子钟，冲鸭！！！
3）按键 S5 定义为“加”按键，在“时钟设置”或“闹钟设置”状态下，每次按下该按键当前选择的单元（时、分或秒）增加 1 个单位。
4）按键 S4 定义为“减”按键，在“时钟设置”或“闹钟设置”状态下，每次按下该按键当前选择的单元（时、分或秒）减少 1 个单位。
5）按键功能说明：
按键 S4、S5 的“加”、“减”功能只在“时钟设置”或“闹钟设置”状态下有效；在 “时钟显示”状态下，按下 S4 按键，显示温度数据，松开按键，返回“时钟显示”界面。
四. 闹钟提示功能
1）指示灯 L1 以 0.2 秒为间隔闪烁，持续 5 秒钟；
2）闹钟提示状态下，按下任意按键，关闭闪烁提示功能。

几点体会：

  1. 拿到题目先分析功能，划分功能模块，学会使用第三方标志量！！！！！（就是flag），用不同的标志量来区分不同的模式！！！很有用！！！
  2. 没有思路的时候不要着急，一步一步地实现功能，思路自然就清晰了；
  3. 按键部分，如何实现按一下改变上一次的标志量呢？异或符！！！（如果a、b两个值不相同，则异或结果为1。如果a、b两个值相同，异或结果为0。）同样的，数码管的闪烁，led的闪烁都可以用这个方法来实现，当然，这个异或一定是标志量的异或（比如说，定一个标志量，0代表led灭，1代表led灭）
  4. 结构体指针很有用！！！！ 可以给它不同的实参，传进去不同的数值，比如增加时间，减少时间这两个函数，用了结构体指针之后，就能实现既可以改变闹钟时间，又可以改变时钟时间的功能了，只需要使用时传进去它们各自的 **地址！！！**可以看一下代码：
void AddTime(struct sTime *time)
{
	if(index == 7)//小时
	{
		(time->hour) += 0x01;
		if(((time->hour) & 0x0F) == 0x0A)//如果低四位是A的情况
		{
			(time->hour) = ((time->hour) & 0xF0) + 0x10; //显示正常值
		}
		if((time->hour) > 0x23)//小时部分不能超过24，超过24就置0
		{
			(time->hour) = 0x00;
		}
	}
	else if(index == 4)//分钟
	{
		time->min += 0x01;
		if(((time->min) & 0x0F) == 0x0A)
		{
			time->min = ((time->min) & 0xF0) + 0x10;
		}
		if((time->min) > 0x59)//分钟和秒不能超过59
		{
			time->min = 0x00;
		}
	}
	else//秒
	{
		(time->sec) += 0x01;
		if(((time->sec) & 0x0F) == 0x0A)
		{
			time->sec = ((time->sec) & 0xF0) + 0x10;
		}
		if((time->sec) > 0x59)
		{
			time->sec = 0x00;
		}
	}
}
  1. 注意结构体指针和结构体变量在使用时的区别！！！结构体指针（time -> hour ），结构体变量（setClockTime .hour），指针用箭头（->），变量用（.）;
  2. 关于 & 符号和 | 符号的运用：还拿上面的AddTime的函数来看，想单独保留（或者单独判断）哪一位，就只把那一位与1相与（&），其它位与0相与，如上面程序中，我们想单独判断一下低四位，就让它与0x0F相与 
if(((time->hour) & 0x0F) == 0x0A)//如果低四位是A的情况

至于或（|）符号，一般在赋值的时候使用，例如：

P2 = (P2 & 0x1F) | 0xA0;
  1. 特别注意！！！中断函数中的时间标志变量，例如**tmr****这样的标志量，一旦计时到相应的时间，要立马清零，例如：
if(tmr200ms >= 100)
	{
		tmr200ms = 0;
		flag200ms = 1;
		sta ^= 1;
	}
  1. .c 文件中定义的变量，如果在别的函数中调用，需要在.h文件中加extern声明，子函数调用声明即可，不用加extern。

题目分析：
用到哪些底层？
1. 时钟 ——> DS1302
2. 温度 ——>DS18B20
3. 按键 ——>KEY（独立按键）
4. 数码管显示 ——>LED（数码管）
有几个模式？
时钟正常运行模式，时钟设置模式，闹钟设置模式
特殊功能？
闹钟提示（L1闪烁，五秒关闭，且闹钟提示情况下按下任意按键可关闭L1），设置时间时，数码管要以1s为间隔闪烁（注意：在设置模式下，数码管是不实时刷新时间的），按键功能
针对题目分析，我设置了以下几个标志量：

u8 flag18b20 = 0;//0-时钟显示，1-温度显示
u8 flagstop = 1;//0-led开始闪烁，1-led不闪烁
u8 sta = 0;//1-L1亮，0-L1灭
u8 flagmode = 0;//0-运行模式，1-时钟设置模式，2-闹钟设置模式
u8 flagenter = 0;//0-得到实时时间，1-不刷新时间
u8 numBlinkSta = 0;//0-数码管亮，1-数码管灭

下面来说明每个功能的具体实现：
一. 时钟显示：之前写DS1302时就已经写过，照搬过来即可，这里只注意一点！！！！由于我们是支持改变时钟初始时间功能的，那么我们在刷新时间时，从DS1302内部得到的实时时间，就必须是在我们设置后的时钟时间的基础上再自动加一的，也就是说我们改变时钟时间后，要将改变后的值写入DS1302，刷新显示时，得到的实时时间也必须是改变后的时钟时间。

void RefreshTime()
{
	GetRealTime(&setClockTime);//改变后写入DS1302的时钟时间
	ShowLedNumber(7, setClockTime.hour>>4);
	ShowLedNumber(6, setClockTime.hour&0x0F);
	ShowLedNumber(5, 0xBF);
	ShowLedNumber(4, setClockTime.min>>4);
	ShowLedNumber(3, setClockTime.min&0x0F);
	ShowLedNumber(2, 0xBF);
	ShowLedNumber(1, setClockTime.sec>>4);
	ShowLedNumber(0, setClockTime.sec&0x0F);
}

那么我们是什么时候把时钟时间写入 DS1302呢？肯定是要在改变之后再写入鸭，那什么时候改变呢？题目中有加减时间的功能要求，按下S5加一，按下S4减一，那么我们就在按下按键之后写入，于是就有了下面这段代码：

else if(keycode == '3')//按下S5
	{
		if(flagmode == 0)//如果是正常运行模式
		{
			if(flagstop == 0)//L1处于闪烁状态
			{
				flagstop = 1;//那么就让L1停止闪烁
			}
		}
		if(flagmode == 1)//如果是时钟设置模式
		{
				AddTime(&setClockTime);
				SetRealTime(&setClockTime);//将改变后的时钟时间写入DS1302
			    RefreshSetTime(&setClockTime);//为了在我们设置时间时可以清楚地看到设置后的数字
		}
		if(flagmode == 2)//如果是闹钟设置模式
		{
				AddTime(&setAlarmTime);
				RefreshSetTime(&setAlarmTime);
		}
	}

二. 温度显示：这个也很简单，主要就是用到DS18B20的底层，我会再写一篇关于DS18B20的博客，然后再细讲。
三. 数码管闪烁: 这个地方就用到了我们上面说的异或啦，主要思想就是，先定义一个标志位，也就是下面这个，因为是间隔一秒闪烁的，那么我们就隔一秒让我们的标志量与1异或，至于这个1秒的间隔当然是要在我们的定时器中断里判断啦。

u8 numBlinkSta = 0;//0-数码管亮，1-数码管灭

主要代码（以时钟设置为例，闹钟设置类似）：

void SetClockTimer()//时钟设置
{
	if(flagenter == 0)//允许得到实时时间
	{
		GetRealTime(&setClockTime);//得到实时时间
		flagenter = 1;//马上置1，表示不再获取实时时间了，确保设置模式下，数码管不再刷新时间
	}
	if(numBlinkSta == 1)
	{
		LedBuff[index] = 0xFF;
		LedBuff[index - 1] = 0xFF; 
	}
	else
	{
		RefreshSetTime(&setClockTime);//显示时间
	}	
}

判断部分：

static u16 tmr1s = 0;

if(tmr1s >= 500)//每2ms进入一次中断，故500次表示定时1s
	{
		tmr1s = 0;
		numBlinkSta ^= 1;
	}

四. LED闪烁，这里思想与数码管一样，代码如下：

void LedBlink()
{
	if(sta)
	{
		P2 = (P2 & 0x1F) | 0x80;
		P0 = 0xFE;//点亮L1
		P2 &= 0x1F;
	}
	else
	{
		P2 = (P2 & 0x1F) | 0x80;
		P0 = 0xFF;//关闭L1
		P2 &= 0x1F;
	}
}

五. 时钟（闹钟）设置：程序上面已经放过了，这里主要说明几点：1. 关于index这个变量的作用，是用来判断我们正在设置的是小时还是分，秒，main.c文件中，我定义了index这个全局变量（注意是char类型的），初始化为7，当我们按下按键时，index会执行 -3操作 ，切换到分，再按就切换到秒，此时再判断一下index是否小于0（当然这时候肯定是小于0的），进入运行模式，代码如下：

if(keycode == '1')//按下S7按键
	{
		if(flagmode == 0)//如果当前为运行模式
		{
			if(flagstop == 0)
			{
				flagstop = 1;
			}
			else
			{
				flagmode = 1;//那么进入设置模式
				flagenter = 0;
				index = 7;
			}
		}
		else if(flagmode == 1)//如果按下按键当前为设置时钟模式
		{
			index -= 3;
			if(index < 0)
			{
				index = 7;
				flagmode = 0;//那么进入运行模式
			}
			RefreshSetTime(&setClockTime);//消除按下按键，时，分，秒，任意两个一起闪烁的情况
			
		}
	}

闹钟设置与时钟类似，但是要注意的是，闹钟是不需要从DS1302内部获取时间的，也就是说不需要判断flaginter这个标志量，只需要在定义闹钟时间的结构体里写好初始时间就好了；

struct sTime setAlarmTime={0,0,0,0,0,0,0};//闹钟时间结构体，初始化为0

六. 加减时间功能，话不多说，先上代码，一看便知

void AddTime(struct sTime *time)//结构体指针
{
	if(index == 7)//时
	{
		(time->hour) += 0x01;
		if(((time->hour) & 0x0F) == 0x0A)//如果低四位是A的情况
		{
			(time->hour) = ((time->hour) & 0xF0) + 0x10; //显示正常值
		}
		if((time->hour) > 0x23)//小时不能超过23
		{
			(time->hour) = 0x00;
		}
	}
	else if(index == 4)//分
	{
		time->min += 0x01;
		if(((time->min) & 0x0F) == 0x0A)
		{
			time->min = ((time->min) & 0xF0) + 0x10;
		}
		if((time->min) > 0x59)//分秒不能超过59
		{
			time->min = 0x00;
		}
	}
	else//秒
	{
		(time->sec) += 0x01;
		if(((time->sec) & 0x0F) == 0x0A)
		{
			time->sec = ((time->sec) & 0xF0) + 0x10;
		}
		if((time->sec) > 0x59)
		{
			time->sec = 0x00;
		}
	}
}

低四位为A要特殊判断!!!这里涉及到的就是16进制与10进制加法的不同之处了，16进制是满16进1，10进制满10 进1 ，举个例子：当我们加到9（也就是0x09）时，再加0x01，我们想让数码管显示10，但是在16进制下，10是用A来表示的，所以我们得到的是（0x0A），也就是说这时候如果我们不做处理，数码管显示的就是a。

那么我们是如何处理的呢？特殊情况就特殊处理呗，读者如果把所有的特殊情况都列出来会发现，所有的特殊情况都是在出现9+1，也就是某一位满10的情况下产生的，满10没有进1，而是变成了A，那么我们就判断一下这种情况，然后人为进1就好了鸭，这样再去看我们的程序是不是就好理解了呢？减法也是同样的思路哦：

void SubTime(struct sTime *time)
{
	if(index == 7)
	{
		(time->hour) -= 0x01;
		if(((time->hour) & 0x0F) == 0x0F)//如果低四位是A的情况
		{
			(time->hour) = ((time->hour) & 0xF0) + 0x09; //显示正常值
		}
		if((time->hour) == 0xF9)
		{
			(time->hour) = 0x23;
		}
	}
	else if(index == 4)
	{
		time->min -= 0x01;
		if(((time->min) & 0x0F) == 0x0F)
		{
			time->min = ((time->min) & 0xF0) + 0x09;
		}
		if((time->min) == 0xF9)
		{
			time->min = 0x59;
		}
	}
	else
	{
		(time->sec) -= 0x01;
		if(((time->sec) & 0x0F) == 0x0F)
		{
			time->sec = ((time->sec) & 0xF0) + 0x09;
		}
		if((time->sec) == 0xF9)
		{
			time->sec = 0x59;
		}
	}
}

好了，到这里所有的功能我们就都实现了，把这些功能总和一下，合理地放在我们的程序里就ok啦~

上一篇："Hour of Code" was held in Hangu No. 9 Middle School, Binhai New Area, Tianjin


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