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基于状态机与时间片轮的51单片机电子钟设计 程序Proteus仿真

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楼主
## 一、概述
在对分层思想、时间片轮转和状态机思想进行[简单应用](http://www.51hei.com/bbs/dpj-214415-1.html)后,我想对其进行更进一步的应用——使用这三种思想对我本人在2020年的一个[51电子钟项目](http://www.51hei.com/bbs/dpj-215488-1.html)进行重构使其运行效率更高更好的利用单片机的各种资源。

仿真原理图如下(proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载)


## 二、主函数
主函数如下:
整个主函数的中心任务为功能选择切换任务,负责切换显示内容,控制ui变化等,其余任务函数除提醒任务外都是通过全局变量的形式给功能选择切换任务提供资源或从该任务获取内容。
```c
#include "sys.h"
#include "task.h"
//系统时钟为12MHZ
void main()
{
        u8 key = 0;
        //各类初始化任务
        TimerInit();
        DS1302_Init();
        DS18B20_ConvertT();
        while(1)
        {
                LCD_Task();//显示任务,按照给定的内容进行显示
                SHOW_CTRl_Task();//功能选择切换任务
                TEMP_Task();//温度读取任务
                ReadKey_Task();//按键读取任务
                ALM_Task();//闹钟提醒任务
                TMR_Task();//倒计时提醒任务
        }
}
```
## 三、显示任务
由于显示任务涉及到了多个层级的函数,从最底层写命令、写数据,到中间层显示和初始化等函数。再到最顶层控制多行的显示。故使用了多级状态机的形式来完成lcd任务的状态机内容。由于C语言顺序执行的特性。规定同一层级使用同一个状态机,可以有效减少状态机的数量同时也能保证系统的稳定运行。
### 顶层代码如下
```c
void LCD_Task()
{        //显示初始化状态
        if(LCD_STATE == 0)
        {
                if(LCD_Init() == 1)
                {
                        LCD_STATE =1;
                }
        }
        //显示第一行状态  可能还需细分,视需求而定
        if(LCD_STATE == 1)
        {
                if(LCD_ShowString(1,Column1,LCD_SHOW_1) == 1)
                {
                        LCD_STATE =2;
                }
        }
        if(LCD_STATE == 2)
        {
                if(LCD_ShowString(2,Column2,LCD_SHOW_2) == 1)
                {
                        LCD_STATE =3;
                }
        }
        //显示暂停状态
        if(LCD_STATE == 3)
        {
        }
}
```
### 中间层代码如下:
```c
u8 LCD_Init()
{        
        if(LCD_STATE_1 == 0)
        {
                //八位数据接口,两行显示,5*7点阵
                if(LCD_WriteCommand(0x38) == 1)
                {
                        LCD_STATE_1 = 1;
                }
        }
        
        if(LCD_STATE_1 == 1)
        {
                //显示开,光标关,闪烁关
                if(LCD_WriteCommand(0x0c) == 1)
                {
                        LCD_STATE_1 = 2;
                }
        }
        
        if(LCD_STATE_1 == 2)
        {
                //数据读写操作后,光标自动加一,画面不动
                if(LCD_WriteCommand(0x06) == 1)
                {
                        LCD_STATE_1 = 3;
                }
        }
        
        if(LCD_STATE_1 == 3)
        {
                //光标复位,清屏
                if(LCD_WriteCommand(0x01) == 1)
                {
                        LCD_STATE_1 = 0;
                        return 1;
                }
        }
        return 0;
}
/**
  * @brief  在LCD1602指定位置上显示一个字符
  * @param  Line 行位置,范围:1~2
  * @param  Column 列位置,范围:1~16
  * @param  Char 要显示的字符
  * @retval 0:显示字符未完成
        *         1:显示字符完成
  */
u8 LCD_ShowChar(u8 Line,u8 Column,char Char)
{
        if(LCD_STATE_1 == 0)
        {
                if(LCD_SetCursor(Line,Column) == 1)
                        LCD_STATE_1 = 1;
        }
        if(LCD_STATE_1 == 1)
        {
                if(LCD_WriteData(Char) == 1)
                {
                        LCD_STATE_1 = 0;
                        return 1;
                }
        }
        return 0;
}
```
### 底层代码如下:
```c
/**
  * @brief  LCD1602写命令
  * @param  Command 要写入的命令
  * @retval 无
  */
u8 LCD_WriteCommand(u8 Command)
{
        if(LCD_STATE_0==0)
        {
                LCD_RS=0;
                LCD_RW=0;
                LCD_DataPort=Command;
                LCD_EN=1;
                LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
                LCD_STATE_0 = 1;
        }
        if(LCD_STATE_0 == 1)
        {
                if(TimeRef >= LCD_DELAY)
                {
                        LCD_EN=0;
                        LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
                        LCD_STATE_0 = 2;
                }
        }
        if(LCD_STATE_0 == 2)
        {
                if(TimeRef >= LCD_DELAY)
                {
                        LCD_STATE_0 = 0;
                        return 1;
                }
        }
        return 0;
}

/**
  * @brief  LCD1602写数据
  * @param  Data 要写入的数据
  * @retval 0:未写入完成
        *         1:写入完成
  */
u8 LCD_WriteData(u8 Data)
{
        if(LCD_STATE_0==0)
        {
                LCD_RS=1;
                LCD_RW=0;
                LCD_DataPort=Data;
                LCD_EN=1;
                LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
                LCD_STATE_0 = 1;
        }
        if(LCD_STATE_0 == 1)
        {
                if(TimeRef >= LCD_DELAY)
                {
                        LCD_EN=0;
                        LCD_DELAY = TimeRef + NUM_1MS;
                        LCD_STATE_0 = 2;
                }
        }
        if(LCD_STATE_0 == 2)
        {
                if(TimeRef >= LCD_DELAY)
                {
                        LCD_STATE_0 = 0;
                        return 1;
                }
        }
        return 0;
}
```
## 四、温度获取任务
温度获取任务主要分为初始化获取和循环获取。初始化获取用于立刻获取温度值防止出现刚开机时不显示温度的情况。循环获取用于间隔一段时间获取一次温度,实现较为实时的温度显示。基本代码如下
```c
//函数定义:
/**
  * @brief  温度获取任务
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void TEMP_Task()
{        //初始化状态
        if(TEMP_STATE == 0)
        {
                if(DS18B20_ConvertT() == 1)
                {
                        TEMP_DELAY = TimeRef + NUM_1000MS;
                        TEMP_STATE = 1;
                }
        }
        //延时状态
        if(TEMP_STATE == 1)
        {
                if(TimeRef >= TEMP_DELAY)
                {
                        TEMP_STATE=2;
                }
        }
        //转换状态
        if(TEMP_STATE == 2)
        {
                if(DS18B20_ConvertT() == 1)
                {
                        TEMP_STATE = 3;
                }
        }
        if(TEMP_STATE == 3)
        {
                Temp = DS18B20_ReadT();
                TEMP_DELAY = TimeRef + (u32)NUM_1000MS*1800;
                TEMP_STATE =1;
        }
}
```
该线程所需的驱动并未实现完全的状态机化由于单总线所需的延时较为精准在尝试了进行状态机化后发现会出现读取乱码的情况,且部分函数所需的延时时间太短甚至需要关闭定时器中断以对该延时进行保护,可对标操作系统的临界区保护。
## 五、按键获取任务
按键获取任务基本架构、分层与[按键控制数码管项目](http://www.51hei.com/bbs/dpj-214415-1.html)类似,但由于本项目的功能较多且针对于项目的显示内容使用了现态的方式进行控制,即按键任务无法得知完成显示任务前的状态(功能),故引入过去态和未来态,前者供需要在现态中进行状态转换的任务标记其源头,后者用于在使用完相应的资源后跳转到相应的任务上。故按键对于当前功能界面的判断使用了过去态的方式,同时配合行号和列号完成相应功能。具体代码如下:

```c
void ReadKey_Task()
{
        if(ReadKeyEN)
        {
                ReadKeyValue = ReadKeyDat();
                //记录状态机的次态、现态、下态,在根据次态确认按下按键执行的内容
                if(SHOW_CTRl_P_STATE == 4)//功能选择页面的按键选择
                {
                        switch(ReadKeyValue)
                        {
                                case 0:;break;
                                case 1:{
                                        Key_F_STATE_C = 6;
                                        FSD_Line = 1;
                                        FSD_Colu = 1;
                                }break;
                                case 2:Key_F_STATE_C = 7;break;
                                case 3:Key_F_STATE_C = 8;break;
                                case 4:Key_F_STATE_C = 9;break;
                                case 5:SHOW_CTRl_N_STATE = Key_F_STATE_C ;break;
                        }
                }
                if(SHOW_CTRl_P_STATE == 6)//闹钟设置页面的按键
                {
                        switch(ReadKeyValue)
                        {
                                case 0:;break;
                                case 1:{
                                        switch(ALM_STA)
                                        {
                                                case 0:{
                                                        FSD_Line==1?FSD_Line=1:FSD_Line--;
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                                }break;
                                                case 1:{
                                                        ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]--;
                                                        if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]<48)
                                                        {
                                                                ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=48;
                                                        }
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                case 2:{
                                        switch(ALM_STA)
                                        {
                                                case 0:{
                                                        FSD_Line==2?FSD_Line=2:FSD_Line++;
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                                }break;
                                                case 1:{
                                                        ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]++;
                                                        if((FSD_Colu-1)==0)
                                                        {
                                                                if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]>=50)
                                                                {
                                                                        ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=50;
                                                                        if(ALM_TIME[FSD_Line-1][1] >= 52)
                                                                                ALM_TIME[FSD_Line-1][1]=52;
                                                                }
                                                        }else if((FSD_Colu-1)==1)
                                                        {
                                                                if(ALM_TIME[FSD_Line-1][0]==50)
                                                                {
                                                                        if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]>52)
                                                                                ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=52;
                                                                }
                                                        }else if((FSD_Colu-1)==2)
                                                        {
                                                                if(ALM_TIME[FSD_Line-1][2]>=53)
                                                                {
                                                                        ALM_TIME[FSD_Line-1][2]=53;
                                                                }
                                                        }
                                                        if(ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]>=57)
                                                        {
                                                                ALM_TIME[FSD_Line-1][FSD_Colu-1]=57;
                                                        }
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 6;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                case 3:{
                                        switch(ALM_STA)
                                        {
                                                case 0:{
                                                }break;
                                                case 1:{
                                                        FSD_Colu == 1?FSD_Colu=1:FSD_Colu--;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                case 4:{
                                        switch(ALM_STA)
                                        {
                                                case 0:{
                                                        ALM_STA = 1;
                                                }break;
                                                case 1:{
                                                        FSD_Colu >= 5?FSD_Colu=5:FSD_Colu++;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                case 5:{
                                        switch(ALM_STA)
                                        {
                                                case 0:{
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 2;
                                                }break;
                                                case 1:{
                                                        ALM_STA = 0;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                        }
                }
                if(SHOW_CTRl_P_STATE == 7)//倒计时页面的按键
                {
                        switch(ReadKeyValue)
                        {
                                case 0:;break;//无按键按下
                                
                                case 1:{//up
                                        switch(TMR_STA)
                                        {
                                                case 0:{//切换倒计时
                                                        FSD_Line==1?FSD_Line=1:FSD_Line--;
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                }break;
                                                case 1:{//设置倒计时状态
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 0:;break;
                                                                case 1:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=600)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=600;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=600;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 2:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=60)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=60;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=60;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 3:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=10)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=10;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=10;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 4:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]>=1)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]-=1;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]-=1;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 5:{
                                                                        TMR_S_S|=(0x01<<(FSD_Line-1));
                                                                        TMR_STA = 2;
                                                                }break;
                                                                case 6:;break;
                                                        }
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                }break;
                                                case 2:{//倒计时中状态
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 4:{//切换第几个倒计时
                                                                        FSD_Line==1?FSD_Line=1:FSD_Line--;
                                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                                }break;
                                                                case 5:TMR_S_S|=(0x01<<(FSD_Line-1));break;
                                                                case 6:;break;
                                                        }
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                
                                case 2:{//down
                                        switch(TMR_STA)
                                        {
                                                case 0:{//切换倒计时
                                                        FSD_Line==2?FSD_Line=2:FSD_Line++;
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                }break;
                                                case 1:{//设置倒计时状态
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 0:;break;
                                                                case 1:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5399)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=600;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=600;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 2:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5939)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=60 ;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=60;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 3:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5989)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=10 ;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=10;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 4:{
                                                                        if(TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]<=5998)
                                                                        {
                                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]+=1 ;
                                                                                TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1]+=1;
                                                                        }
                                                                }break;
                                                                case 5:TMR_S_S&=(!(0x01<<(FSD_Line-1)));break;
                                                                case 6:;break;
                                                        }
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                }break;
                                                case 2:{//倒计时中状态
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 4:{
                                                                        FSD_Line==2?FSD_Line=2:FSD_Line++;
                                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                                }break;
                                                                case 5:TMR_S_S&=(!(0x01<<(FSD_Line-1)));break;
                                                                case 6:;break;
                                                        }
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                
                                case 3:{//left
                                        switch(TMR_STA)
                                        {
                                                case 0:{//切换倒计时
                                                }break;
                                                case 1:{//设置倒计时状态
                                                        FSD_Colu == 1?FSD_Colu=1:FSD_Colu--;
                                                }break;
                                                case 2:{//倒计时中状态
                                                        FSD_Colu == 5?FSD_Colu=5:FSD_Colu--;
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                
                                case 4:{//right
                                        switch(TMR_STA)
                                        {
                                                case 0:{//切换倒计时
                                                        if(TMR_S_S &(0x01<<(FSD_Line-1)))//判断该倒计时是否开启中
                                                        {
                                                                TMR_STA = 2;//从切换倒计时状态变为设置倒计时状态
                                                                FSD_Colu =5;
                                                        }else
                                                        {
                                                                TMR_STA = 1;//从切换倒计时状态变为设置倒计时状态
                                                                FSD_Colu =1;
                                                        }
                                                }break;
                                                case 1:{//设置倒计时状态
                                                        if(FSD_Colu >= 6)
                                                        {
                                                                FSD_Colu=6;
                                                                SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                        }else
                                                        {
                                                                FSD_Colu++;
                                                        }
                                                }break;
                                                case 2:{//倒计时中状态
                                                        if(FSD_Colu >= 6)
                                                        {
                                                                FSD_Colu=6;
                                                                SHOW_CTRl_N_STATE = 7;
                                                        }else
                                                        {
                                                                FSD_Colu++;
                                                        }
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                                
                                case 5:{//confirm
                                        switch(TMR_STA)
                                        {
                                                case 0:{ //切换倒计时
                                                        SHOW_CTRl_P_STATE = 2;//切换为时间显示态
                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 2;//切换为时间显示态
                                                }break;
                                                case 1:{//设置倒计时状态
                                                        TMR_STA = 0;//切换为切换状态
                                                }break;
                                                case 2:{//倒计时中状态
                                                        if(FSD_Colu == 6)
                                                        {
                                                                TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1] = TMR_SHOW_NUM_RST[FSD_Line-1];
                                                        }else
                                                        {
                                                                TMR_STA = 0;//切换为切换状态
                                                        }
                                                }break;
                                        }
                                }break;
                        }
                }
                if(SHOW_CTRl_P_STATE == 8)//秒表页面的按键
                {
                        switch(ReadKeyValue)
                        {
                                case 0:;break;//无按键按下
                                case 1:{//上
                                        switch(STW_STA)
                                        {
                                                case 0:{//计时中
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 1:{
                                                                        STW_STA = 1;
                                                                        STW_SPT_NUM_i = 0;
                                                                        STW_SHOW_NUM_SPT[0] = STW_SHOW_NUM;
                                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                                }break;
                                                                case 2:{
                                                                }break;
                                                                case 3:{
                                                                }break;
                                                        }
                                                }break;
                                                case 1:{//计时暂停
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 1:{//不变
                                                                }break;
                                                                case 2:{//清除
                                                                }break;
                                                                case 3:{//翻看记录
                                                                        
                                                                        if(STW_SPT_NUM_i>0)//限位
                                                                                STW_SPT_NUM_i--;
                                                                        STW_SHOW_NUM = STW_SHOW_NUM_SPT[STW_SPT_NUM_i];
                                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                                }break;
                                                        }
                                                }break;
                                        }
                                };break;
                                case 2:{//下
                                        switch(STW_STA)
                                        {
                                                case 0:{//计时中
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 1:{
                                                                }break;
                                                                case 2:{//记录
                                                                        if(STW_SPT_NUM<STWSetNum-1)
                                                                        {
                                                                                STW_SPT_NUM++;
                                                                        }
                                                                        STW_SHOW_NUM_SPT[STW_SPT_NUM] = STW_SHOW_NUM;
                                                                }break;
                                                                case 3:{
                                                                }break;
                                                        }
                                                }break;
                                                case 1:{//计时暂停
                                                        switch(FSD_Colu)
                                                        {
                                                                case 1:{
                                                                        STW_STA = 0;
                                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                                }break;
                                                                case 2:{//清除
                                                                        STW_SHOW_NUM = 0;
                                                                        STW_SPT_NUM = 0;
                                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                                        //若后台有倒计时会对其有一定影响
                                                                        TH1=0x3c;//50ms中断一次
                                                                        TL1=0xAF;
                                                                }break;
                                                                case 3:{//翻看记录
                                                                        STW_SPT_NUM_i++;
                                                                        if(STW_SPT_NUM_i>=STW_SPT_NUM)//限位
                                                                                STW_SPT_NUM_i=STW_SPT_NUM;
                                                                        STW_SHOW_NUM = STW_SHOW_NUM_SPT[STW_SPT_NUM_i];
                                                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 8;
                                                                }break;
                                                        }
                                                }break;
                                        }
                                };break;
                                case 3:{//左
                                        if(FSD_Colu>0)
                                        {
                                                FSD_Colu--;
                                        }
                                };break;
                                case 4:{//右
                                        if(FSD_Colu<3)
                                        {
                                                FSD_Colu++;
                                        }
                                };break;
                                case 5:{//确认
                                        SHOW_CTRl_P_STATE = 2;//切换为时间显示态
                                        SHOW_CTRl_N_STATE = 2;//切换为时间显示态
                                };break;
                        }
                }
                if(SHOW_CTRl_P_STATE == 9)//24/12时页面的按键
                {
                        switch(ReadKeyValue)
                        {
                                case 0:;break;
                                case 1:Tim_12_24_Set = 0;SHOW_CTRl_N_STATE=9;break;
                                case 2:Tim_12_24_Set = 1;SHOW_CTRl_N_STATE=9;break;
                                case 5:SHOW_CTRl_N_STATE = 2; ;break;
                        }
                }
               
        }
}
```
## 六、闹钟任务
闹钟任务钟主要使用闹钟的有效值判断闹钟是否开启,若开启则将设置的闹钟值与当前时间进行比较,当当前时间与设置的闹钟时间一致时则led灯亮。具体代码如下:

```c
/**函数定义:
  * @brief  闹钟任务
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void ALM_Task()
{
        if(ALM_TIME[0][4]%2)
        {
                if(DS1302_Time[3]==((ALM_TIME[0][0]-48)*10+ALM_TIME[0][1]-48) && DS1302_Time[4]==((ALM_TIME[0][2]-48)*10+ALM_TIME[0][3]-48))
                {
                        led=0;
                        return;
                }
        }
        
        if(ALM_TIME[1][4]%2)
        {
                if(DS1302_Time[3]==((ALM_TIME[1][0]-48)*10+ALM_TIME[1][1]-48) && DS1302_Time[4]==((ALM_TIME[1][2]-48)*10+ALM_TIME[1][3]-48))
                {
                        led=0;
                        return;
                }
        }
        led =1;
}
```
## 七、倒计时任务
倒计时任务与闹钟任务类似,也是比较后灯亮具体代码如下

```c
/**函数定义:
  * @brief  倒计时任务
  * @param  无
  * @retval 无
  */
idata u8 TMR_P_TIME=0;
idata u8 TMR_FLAG =0;
void TMR_Task()
{
        if(TMR_FLAG == 1)
        {
                if(DS1302_Time[5]<TMR_P_TIME)
                {
                        led=0;
                        return;
                }
        }        
        led =1;
        TMR_FLAG=0;
}
```
## 八、功能选择任务
功能选择任务为整个项目的核心。它控制着整个项目的状态机变换方向,同时针对外部按键做出的状态赋值。完成相应的显示内容切换和状态转换。具体代码如下:

```c
//根据页面设计相应的状态机,需要统一延时态返回到上一状态
void SHOW_CTRl_Task()
{
        //初始化状态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 0)
        {
                if(LCD_STATE == 3)
                {
                        SHOW_CTRl_DELAY = TimeRef + NUM_1000MS;
                        SHOW_CTRl_N_STATE = 1;//切换到延时态
                        SHOW_CTRl_F_STATE = 2;//延时态结束后切换到时间显示态
                }
        }
        //延时态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 1)
        {
                if(TimeRef >= SHOW_CTRl_DELAY)
                {
                        SHOW_CTRl_N_STATE = SHOW_CTRl_F_STATE;
                }
        }
        //时间显示态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 2)
        {
                LCD_ShowBase();
                SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
                SHOW_CTRl_F_STATE =2;
        }
        //等待显示完成
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 3)
        {
                if(LCD_STATE == 3)
                {
                        SHOW_CTRl_N_STATE = SHOW_CTRl_F_STATE;
                }
        }
        //外部触发动作,功能选择态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 4)
        {
                //出现需要按下两次功能选择按键才能正常显示的现象,疑似与lcd状态机有关,需要进行修改
                strcpy(LCD_SHOW_1,"U:RLM L:STW     ");
                strcpy(LCD_SHOW_2,"D:TMR R:24/12   ");
                Column1 = 1;   
                LCD_STATE = 1;
                Column2 = 1;
                //初始化该变量以防在多个功能使用时出现问题。
                FSD_Line=1;//功能设置显示行
                FSD_Colu=1;//功能设置显示列
                STW_SPT_NUM = 0;
                //状态设置
                SHOW_CTRl_P_STATE = 4;
                SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
                SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
                ReadKeyEN = 1;
                Key_F_STATE_C = SHOW_CTRl_F_STATE;//初始化按键状态防止状态机被意外改变
        }
        //显示暂停态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 5)
        {
                SHOW_CTRl_N_STATE = SHOW_CTRl_F_STATE;
        }
        //闹钟设置状态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 6)
        {
                strcpy(LCD_SHOW_1,"     RLMSet     ");
                strcpy(LCD_SHOW_2,"A  00:00        ");
                LCD_SHOW_2[1] = FSD_Line +'0';
                LCD_SHOW_2[3] = ALM_TIME[FSD_Line-1][0];
                LCD_SHOW_2[4] = ALM_TIME[FSD_Line-1][1];
                LCD_SHOW_2[6] = ALM_TIME[FSD_Line-1][2];
                LCD_SHOW_2[7] = ALM_TIME[FSD_Line-1][3];
               
                if(ALM_TIME[FSD_Line-1][4]%2)
                {
                        LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                        LCD_SHOW_2[10] = 'N';
                        LCD_SHOW_2[11] = ' ';
                }else
                {
                        LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                        LCD_SHOW_2[10] = 'F';
                        LCD_SHOW_2[11] = 'F';
                }
                Column1 = 1;   
                LCD_STATE = 1;
                Column2 = 1;
                SHOW_CTRl_P_STATE = 6;
                SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
                SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
        }
                //倒计时状态(开启关闭重置)
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 7)
        {
                strcpy(LCD_SHOW_1,"     TMRSet     ");
                strcpy(LCD_SHOW_2,"T    :       R  ");
                //只负责显示
                LCD_SHOW_2[1] = FSD_Line +'0';
                LCD_SHOW_2[3] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]/600 +'0';
                LCD_SHOW_2[4] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]/60%10+'0';
                LCD_SHOW_2[6] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]%60/10+'0';
                LCD_SHOW_2[7] = TMR_SHOW_NUM[FSD_Line-1]%10+'0';
                //判断倒计时是否开启
                if(TMR_S_S &(0x01<<(FSD_Line-1)))//开启
                {
                        LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                        LCD_SHOW_2[10] = 'N';
                        LCD_SHOW_2[11] = ' ';
                        if(TMR_S_S==0x01||TMR_S_S==0x02)//第一次开启
                        {
                                TH1=0x3c;//50ms 中断一次
                                TL1=0xAF;
                                TR1=1;
                        }
                }else
                {
                        LCD_SHOW_2[9] = 'O';
                        LCD_SHOW_2[10] = 'F';
                        LCD_SHOW_2[11] = 'F';
                        if(TMR_S_S==0)//最后一次关闭
                        {
                                TR1=0;
                        }
                }
                //倒计时是否重置显示内容
                if(FSD_Colu == 6)
                {
                        LCD_SHOW_2[15] = '?';
                }else
                {
                        LCD_SHOW_2[15] = ' ';
                }
                Column1 = 1;   
                LCD_STATE = 1;
                Column2 = 1;
                SHOW_CTRl_P_STATE = 7;
                SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
                SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
        }
                //秒表设置状态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 8)
        {
                strcpy(LCD_SHOW_1,"     STWSet     ");
                strcpy(LCD_SHOW_2,"   :  :  OFF RES");        
                //只负责显示
                LCD_SHOW_2[1] = STW_SHOW_NUM/6000+'0';
                LCD_SHOW_2[2] = STW_SHOW_NUM/600%10+'0';
                LCD_SHOW_2[4] = STW_SHOW_NUM/100%10+'0';
                LCD_SHOW_2[5] = STW_SHOW_NUM/10%10+'0';
                LCD_SHOW_2[7] = STW_SHOW_NUM%10+'0';
                if(STW_STA)
                {
                        LCD_SHOW_2[9] ='O';
                        LCD_SHOW_2[10]='F';
                        LCD_SHOW_2[11]='F';
                        LCD_SHOW_2[13]='R';
                        LCD_SHOW_2[14]='S';
                        LCD_SHOW_2[15]='T';
                        //在按下RST键时重新写入定时器值
                }else
                {
                        LCD_SHOW_2[9] ='O';
                        LCD_SHOW_2[10]='N';
                        LCD_SHOW_2[11]=' ';
                        
                        LCD_SHOW_2[13]='S';
                        LCD_SHOW_2[14]='P';
                        LCD_SHOW_2[15]='T';
                        TR1=1;                        
                }
                Column1 = 1;   
                LCD_STATE = 1;
                Column2 = 1;
               
                SHOW_CTRl_P_STATE = 8;
                SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
                SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
        }
                //12/24设置状态
        if(SHOW_CTRl_N_STATE == 9)
        {
                strcpy(LCD_SHOW_1,"    24/12Set    ");
                strcpy(LCD_SHOW_2,"                ");
                if(Tim_12_24_Set)
                {
                        LCD_SHOW_2[4] = '1';
                        LCD_SHOW_2[5] = '2';
                        LCD_SHOW_2[6] = 'H';
                }else
                {
                        LCD_SHOW_2[4] = '2';
                        LCD_SHOW_2[5] = '4';
                        LCD_SHOW_2[6] = 'H';
                }
                Column1 = 1;   
                LCD_STATE = 1;
                Column2 = 1;
               
                SHOW_CTRl_P_STATE = 9;
                SHOW_CTRl_N_STATE = 3;
                SHOW_CTRl_F_STATE = 5;
        }
}
```
## 九、总结
本项目使用了分层、时间片轮、状态机思想完成了51电子钟的设计。其主要功能包含基本时间显示、温度显示、倒计时、秒表、闹钟、24h/12h选择,使用按键选择和设置相应的功能。本项目的代码对于状态机思想进行了比较深入的运用希望各位能够在其中有所收获。同时也欢迎大家留言讨论共同进步。

Keil代码与Proteus8.8仿真下载: 仿真程序.7z (124.09 KB, 下载次数: 95)

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沙发
ID:137736 发表于 2022-10-20 11:45 | 只看该作者
本帖最后由 zmc419 于 2022-10-20 11:54 编辑

原主程序太长了,模块化后效果很好,sys.h只要一个文件就行,不要sys.c。
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板凳
ID:137736 发表于 2022-10-20 11:48 | 只看该作者
很好,已经模块化了
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地板
ID:1049576 发表于 2022-10-28 16:48 | 只看该作者
感谢,刚好用的上
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5#
ID:1049825 发表于 2022-10-30 22:06 | 只看该作者
高手,膜拜!!
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