上面我們雖然完成了用中斷控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的程序，但實際上這個程序還是沒多少實用價值的，我們不能每次想讓它轉(zhuǎn)動的時候都上下電啊，是吧。還有就是它不但能正轉(zhuǎn)還得能反轉(zhuǎn)啊，也就是說不但能轉(zhuǎn)過去，還得能轉(zhuǎn)回來呀。好吧，我們就來做一個實例程序吧，結(jié)合第8章的按鍵程序，我們設(shè)計這樣一個功能程序：按數(shù)字鍵1～9，控制電機(jī)轉(zhuǎn)過1～9圈；配合上下鍵改變轉(zhuǎn)動方向，按向上鍵后正向轉(zhuǎn)1～9圈，向下鍵則反向轉(zhuǎn)1～9圈；左鍵固定正轉(zhuǎn)90度，右鍵固定反轉(zhuǎn)90；Esc 鍵終止轉(zhuǎn)動。通過這個程序，我們也可以進(jìn)一步體會到如何用按鍵來控制程序完成復(fù)雜的功能，以及控制和執(zhí)行模塊之間如何協(xié)調(diào)工作，而你的編程水平也可以在這樣的實踐練習(xí)中得到鍛煉和提升。

#include <reg52.h>

sbit KEY_IN_1 = P2^4;
sbit KEY_IN_2 = P2^5;
sbit KEY_IN_3 = P2^6;
sbit KEY_IN_4 = P2^7;
sbit KEY_OUT_1 = P2^3;
sbit KEY_OUT_2 = P2^2;
sbit KEY_OUT_3 = P2^1;
sbit KEY_OUT_4 = P2^0;

unsigned char code KeyCodeMap[4][4] = { //矩陣按鍵編號到標(biāo)準(zhǔn)鍵盤鍵碼的映射表
    { 0x31, 0x32, 0x33, 0x26 }, //數(shù)字鍵1、數(shù)字鍵2、數(shù)字鍵3、向上鍵
    { 0x34, 0x35, 0x36, 0x25 }, //數(shù)字鍵4、數(shù)字鍵5、數(shù)字鍵6、向左鍵
    { 0x37, 0x38, 0x39, 0x28 }, //數(shù)字鍵7、數(shù)字鍵8、數(shù)字鍵9、向下鍵
    { 0x30, 0x1B, 0x0D, 0x27 } //數(shù)字鍵0、ESC 鍵、 回車鍵、 向右鍵
};
unsigned char KeySta[4][4] = { //全部矩陣按鍵的當(dāng)前狀態(tài)
    {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
};
signed long beats = 0; //電機(jī)轉(zhuǎn)動節(jié)拍總數(shù)
void KeyDriver();

void main(){
    EA = 1; //使能總中斷
    TMOD = 0x01; //設(shè)置 T0 為模式1
    TH0 = 0xFC; //為 T0 賦初值 0xFC67，定時 1 ms
    TL0 = 0x67;
    ET0 = 1; //使能 T0 中斷
    TR0 = 1; //啟動 T0

    while (1){
        KeyDriver(); //調(diào)用按鍵驅(qū)動函數(shù)
    }
}
/* 步進(jìn)電機(jī)啟動函數(shù)，angle-需轉(zhuǎn)過的角度 */
void StartMotor(signed long angle){
    //在計算前關(guān)閉中斷，完成后再打開，以避免中斷打斷計算過程而造成錯誤
    EA = 0;
    beats = (angle * 4076) / 360; //實測為4076拍轉(zhuǎn)動一圈
    EA = 1;
}
/* 步進(jìn)電機(jī)停止函數(shù) */
void StopMotor(){
    EA = 0;
    beats = 0;
    EA = 1;
}
/* 按鍵動作函數(shù)，根據(jù)鍵碼執(zhí)行相應(yīng)的操作，keycode-按鍵鍵碼 */
void KeyAction(unsigned char keycode){
    static bit dirMotor = 0; //電機(jī)轉(zhuǎn)動方向
    //控制電機(jī)轉(zhuǎn)動 1-9 圈
    if ((keycode>=0x30) && (keycode<=0x39)){
        if (dirMotor == 0){
            StartMotor(360*(keycode-0x30));
        }else{
            StartMotor(-360*(keycode-0x30));
        }
    }else if (keycode == 0x26){ //向上鍵，控制轉(zhuǎn)動方向為正轉(zhuǎn)
        dirMotor = 0;
    }else if (keycode == 0x28){ //向下鍵，控制轉(zhuǎn)動方向為反轉(zhuǎn)
        dirMotor = 1;
    }else if (keycode == 0x25){ //向左鍵，固定正轉(zhuǎn)90度
        StartMotor(90);
    }else if (keycode == 0x27){ //向右鍵，固定反轉(zhuǎn)90度
        StartMotor(-90);
    }else if (keycode == 0x1B){ //Esc 鍵，停止轉(zhuǎn)動
        StopMotor();
    }
}
/* 按鍵驅(qū)動函數(shù)，檢測按鍵動作，調(diào)度相應(yīng)動作函數(shù)，需在主循環(huán)中調(diào)用 */
void KeyDriver(){
    unsigned char i, j;
    static unsigned char backup[4][4] = { //按鍵值備份，保存前一次的值
        {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}, {1, 1, 1, 1}
    };

    for (i=0; i<4; i++){ //循環(huán)檢測4*4的矩陣按鍵
        for (j=0; j<4; j++){
            if (backup[i][j] != KeySta[i][j]){ //檢測按鍵動作
                if (backup[i][j] != 0){ //按鍵按下時執(zhí)行動作
                    KeyAction(KeyCodeMap[i][j]); //調(diào)用按鍵動作函數(shù)
                }
                backup[i][j] = KeySta[i][j]; //刷新前一次的備份值
            }
        }
    }
}
/* 按鍵掃描函數(shù)，需在定時中斷中調(diào)用，推薦調(diào)用間隔 1 ms */
void KeyScan(){
    unsigned char i;
    static unsigned char keyout = 0; //矩陣按鍵掃描輸出索引

    static unsigned char keybuf[4][4] = { //矩陣按鍵掃描緩沖區(qū)
        {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF},
        {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}, {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF}
    };

    //將一行的4個按鍵值移入緩沖區(qū)
    keybuf[keyout][0] = (keybuf[keyout][0] << 1) | KEY_IN_1;
    keybuf[keyout][1] = (keybuf[keyout][1] << 1) | KEY_IN_2;
    keybuf[keyout][2] = (keybuf[keyout][2] << 1) | KEY_IN_3;
    keybuf[keyout][3] = (keybuf[keyout][3] << 1) | KEY_IN_4;
    //消抖后更新按鍵狀態(tài)
    for (i=0; i<4; i++){ //每行4個按鍵，所以循環(huán)4次
        if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x00){
            //連續(xù)4次掃描值為0，即 4*4 ms 內(nèi)都是按下狀態(tài)時，可認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定的按下
            KeySta[keyout][i] = 0;
        }else if ((keybuf[keyout][i] & 0x0F) == 0x0F){
            //連續(xù)4次掃描值為1，即 4*4 ms 內(nèi)都是彈起狀態(tài)時，可認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定的彈起
            KeySta[keyout][i] = 1;
        }
    }
    //執(zhí)行下一次的掃描輸出
    keyout++; //輸出索引遞增
    keyout = keyout & 0x03; //索引值加到4即歸零
    //根據(jù)索引，釋放當(dāng)前輸出引腳，拉低下次的輸出引腳
    switch (keyout){
        case 0: KEY_OUT_4 = 1; KEY_OUT_1 = 0; break;
        case 1: KEY_OUT_1 = 1; KEY_OUT_2 = 0; break;
        case 2: KEY_OUT_2 = 1; KEY_OUT_3 = 0; break;
        case 3: KEY_OUT_3 = 1; KEY_OUT_4 = 0; break;
        default: break;
    }
}
/* 電機(jī)轉(zhuǎn)動控制函數(shù) */
void TurnMotor(){
    unsigned char tmp; //臨時變量
    static unsigned char index = 0; //節(jié)拍輸出索引
    unsigned char code BeatCode[8] = { //步進(jìn)電機(jī)節(jié)拍對應(yīng)的 IO 控制代碼
        0xE, 0xC, 0xD, 0x9, 0xB, 0x3, 0x7, 0x6
    };

    if (beats != 0){ //節(jié)拍數(shù)不為0則產(chǎn)生一個驅(qū)動節(jié)拍
        if (beats > 0){ //節(jié)拍數(shù)大于0時正轉(zhuǎn)
            index++; //正轉(zhuǎn)時節(jié)拍輸出索引遞增
            index = index & 0x07; //用&操作實現(xiàn)到8歸零
            beats--; //正轉(zhuǎn)時節(jié)拍計數(shù)遞減
            }else{ //節(jié)拍數(shù)小于0時反轉(zhuǎn)
            index--; //反轉(zhuǎn)時節(jié)拍輸出索引遞減
            index = index & 0x07; //用&操作同樣可以實現(xiàn)到-1時歸7
            beats++; //反轉(zhuǎn)時節(jié)拍計數(shù)遞增
        }
        tmp = P1; //用 tmp 把 P1 口當(dāng)前值暫存
        tmp = tmp & 0xF0; //用&操作清零低4位
        tmp = tmp | BeatCode[index]; //用|操作把節(jié)拍代碼寫到低4位
        P1 = tmp; //把低4位的節(jié)拍代碼和高4位的原值送回 P1
    }else{ //節(jié)拍數(shù)為0則關(guān)閉電機(jī)所有的相
        P1 = P1 | 0x0F;
    }
}
/* T0 中斷服務(wù)函數(shù)，用于按鍵掃描與電機(jī)轉(zhuǎn)動控制 */
void InterruptTimer0() interrupt 1{
    static bit div = 0;
    TH0 = 0xFC; //重新加載初值
    TL0 = 0x67;
    KeyScan(); //執(zhí)行按鍵掃描
    //用一個靜態(tài) bit 變量實現(xiàn)二分頻，即 2 ms 定時，用于控制電機(jī)
    div = ~div;
    if (div == 1){
        TurnMotor();
    }
}

這個程序是第8章和本章知識的一個綜合——用按鍵控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動。程序中有這么幾點值得注意，我們分述如下：

針對電機(jī)要完成正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個不同的操作，我們并沒有使用正轉(zhuǎn)啟動函數(shù)和反轉(zhuǎn)啟動函數(shù)這么兩個函數(shù)來完成，也沒有在啟動函數(shù)定義的時候增加一個形式參數(shù)來指明其方向。我們這里的啟動函數(shù) void StartMotor(signed long angle)與單向正轉(zhuǎn)時的啟動函數(shù)唯一的區(qū)別就是把形式參數(shù) angle 的類型從 unsigned long 改為了 signed long，我們用有符號數(shù)固有的正負(fù)特性來區(qū)分正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，正數(shù)表示正轉(zhuǎn) angle 度，負(fù)數(shù)就表示反轉(zhuǎn) angle 度，這樣處理是不是很簡潔又很明了呢？而你對有符號數(shù)和無符號數(shù)的區(qū)別用法是不是也更有體會了？
針對終止電機(jī)轉(zhuǎn)動的操作，我們定義了一個單獨(dú)的 StopMotor 函數(shù)來完成，盡管這個函數(shù)非常簡單，盡管它也只在 Esc 按鍵分支內(nèi)被調(diào)用了，但我們?nèi)匀话阉鼏为?dú)提出來作為了一個函數(shù)。而這種做法就是基于這樣一條編程原則：盡可能用單獨(dú)的函數(shù)來完成硬件的某種操作，當(dāng)一個硬件包含多個操作時，把這些操作函數(shù)組織在一起，形成一個對上層的統(tǒng)一接口。這樣的層次化處理，會使得整個程序條理清晰，既有利于程序的調(diào)試維護(hù)，又有利于功能的擴(kuò)充。
中斷函數(shù)中要處理按鍵掃描和電機(jī)驅(qū)動兩件事情，而為了避免中斷函數(shù)過于復(fù)雜，我們就又分出了按鍵掃描和電機(jī)驅(qū)動兩個函數(shù)（這也同樣符合上述2的編程原則），而中斷函數(shù)的邏輯就變得簡潔而清晰了。這里還有個矛盾，就是按鍵掃描我們選擇的定時時間是 1 ms，而本章之前的實例中電機(jī)節(jié)拍持續(xù)時間都是 2 ms；很顯然，用 1 ms 的定時可以定出 2 ms 的間隔，而用 2 ms 的定時卻得不到準(zhǔn)確的 1 ms 間隔；所以我們的做法就是，定時器依然定時 1 ms，然后用一個 bit 變量做標(biāo)志，每 1 ms 改變一次它的值，而我們只選擇值為1的時候執(zhí)行一次動作，這樣就是 2 ms 的間隔了；如果我要 3 ms、4 ms??呢，把 bit 改為 char 或 int 型，然后對它們遞增，判斷到哪個值該歸零，就可以了。這就是在硬件定時器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)準(zhǔn)確的軟件定時，其實類似的操作我們在講數(shù)碼管的時候也用過了，回想一下吧。

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