代码收藏家 探讨单片机时基处理的优秀代码思路（软件01）
本文目录
软件学习前言
代码思路
实操练习
软件学习前言
今天和大家分享一下我的软件学习心得，刚毕业那会，我只能写简单写点51的C语言代码，功能无非是那些按键、数码管、LED灯这块，也不注重代码的可读性，多次编译、烧录、看效果、再调整、最终拼拼凑凑地把功能实现了就行了。16年参加工作后的第一年，我接触到了用STM32F103C8T6做的一些产品，开始接触到32位单片机，第一感觉是编译环境好麻烦呀，点了编译按键总是报一些很奇怪的错误，不是软件代码的那一类的，更多的是找不到XXXX文件这种。后来也是在同事的帮忙下一一地将头文件关联，包含路径，到后来还是慢慢修改调试，才能把这一套的编译环境给配好，到了代码端的编程。ARM单片机和51单片机相比，复杂了很多，就拿GPIO配置来说，51的直接就可以让IO输出高低电平，但ARM单片机的话，需要对管脚进行配置，时钟使能这些步骤。在写应用函数的时候也是不怎么注重时序，都是在while循环中加延时或等待按键释放这些操作，单片机的资源浪费得严重。后来随着接触的深入，开始了解到变量标志位这种方法，再到后来的17年，接触到现在仍很喜欢使用的定时器时基处理法，也是本文要正式介绍给大家的一直方法。后面其实也有了解到uCOSII这种操作系统（只跑通了demo功能），后面的工作中也使用过FreeRTOS操作系统，其实原理都是差不多的，创建任务，设置优先级，通过全局变量互相调用这类。每个任务都是单独的函数，代码可读性也还不错，这些便捷性的东西都是建立在单片机资源足够的基础上，另外的，跑系统单片机的网上教学资源也是较少的，裸机编程的话，我还是推荐大家使用时基处理法，让大家的裸机编程变得更简单高效。
（一张图片进入今天的分享）
代码思路
定义一个全局变量uint64_t gTimeBase ;
配置定时器，让定时器每ms产生一次中断
定时器中断后，清中断标记，gTimeBase ++；
定义多个时刻的变量
举例：
TimeBaseMs、TimeBase10ms、TimeBase50ms、TimeBase100ms、TimeBase500ms、TimeBase1000ms、TimeBase5000ms、TimeBase6000ms、TimeBase10000ms、TimeBase60000ms
在while循环中开始获取全局变量的值，一开始，当gTimeBase 自增到10时，满足gTimeBase – TimeBase10ms >9 （10-0=10）的时候，我们给TimeBase10ms变量+10，然后执行一次10ms时基处理函数TimeProcess_10MS()；由此可见，当gTimeBase 自增到20时，又满足gTimeBase – TimeBase10ms >9 （20-10=10），又会执行一次0ms时基处理函数TimeProcess_10MS()；其他的时基也是如此类推，我们就可以准确地知道每10ms我们要处理一次什么函数，每50ms、100ms、1000ms…..等时间到了之后我们该做什么了。
这个时候我们就可以在10ms中处理我们的按键扫描函数了，按下后，按键计数变量+1，加到2的时候还处于按下，那么这个2*10ms就是我们知道的按键防抖时间。
每到50ms我们处理一下软件看门狗的喂狗操作。
每5秒切换一下LED灯的亮灭状态。我每次都喜欢这样操作，一边手按在手机的秒表计时器开始上，一边等待灯熄灭，看到灯熄灭了，开始计时，等灯亮起来的时候我再点击手机上秒表计时器的暂停键，观察记录的时间是否为5秒，从而来判断的我时基配置是否准确。
在while循环中每次获取全局变量时，我们也可以执行一个Process();函数，如此，也相当于有一个接近while循环的处理了，比较关键的处理放在这里执行。
实操练习
就以我刚刚举例的LED灯控制来实操吧。
单片机硬件平台为雅特力AT32F421C8T7，库函数和STM32有一点点不同，不过大同小异。
头文件zj_public.h
//时基定时器
#define BSP_TIME_BASE_TIMER TMR6
#define BSP_TIME_BASE_TIMER_ARR 10-1
#define BSP_TIME_BASE_TIMER_PSC 7200-1
#define BSP_TIME_BASE_IRQN TMR6_GLOBAL_IRQn
#define BSP_TIME_BASE_IRQN_LEVEL 0
#define BSP_TIME_BASE_IRQN_HANDLER TMR6_GLOBAL_IRQHandler
//LED灯
#define BSP_LED_RUN_GPIO_PIN GPIO_Pins_0
#define BSP_LED_RUN_GPIO_PORT GPIOA
#define BSP_LED_RUN_ON GPIO_ResetBits(BSP_LED_RUN_GPIO_PORT, BSP_LED_RUN_GPIO_PIN)
#define BSP_LED_RUN_OFF GPIO_SetBits(BSP_LED_RUN_GPIO_PORT, BSP_LED_RUN_GPIO_PIN)
//时基全局变量
extern volatile uint64_t gTimeBase;
void zj_bsp_config(void);
void zj_app_timebase_process(void);
void zj_app_timebase_1ms_process(void);配置函数zj_bsp.c
#include "zj_public.h"
volatile uint64_t gTimeBase = 0;
void RCC_Configuration(void)
{
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPERIPH_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1PERIPH_TMR6, ENABLE);//时基
}
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitType GPIO_InitStructure;
GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_MaxSpeed = GPIO_MaxSpeed_50MHz;
//灯
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_OutType = GPIO_OutType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pins = BSP_LED_RUN_GPIO_PIN;
GPIO_Init(BSP_LED_RUN_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
BSP_LED_RUN_ON;
}
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitType NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
// 0 TIMER6_TIMEBASE
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = BSP_TIME_BASE_IRQN;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = BSP_TIME_BASE_IRQN_LEVEL;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void TIMER_BASE_Configuration(TMR_Type * mTimer ,u16 mArr, u16 mPsc)
{
TMR_TimerBaseInitType TIM_TimeBaseStructure;
//定时器初始化
TMR_Reset(mTimer);
TIM_TimeBaseStructure.TMR_Period = mArr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TMR_DIV = mPsc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TMR_ClockDivision = TMR_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TMR_CounterMode = TMR_CounterDIR_Up; //TIM向上计数模式
TMR_TimeBaseInit(mTimer, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
TMR_ClearITPendingBit(mTimer, TMR_INT_Overflow);
TMR_INTConfig(mTimer, TMR_INT_Overflow, ENABLE);
TMR_Cmd(mTimer, ENABLE); //使能TIMx
}
void BSP_TIME_BASE_IRQN_HANDLER(void)
{
if (TMR_GetINTStatus(BSP_TIME_BASE_TIMER, TMR_INT_Overflow) != RESET)//是更新中断
{
TMR_ClearITPendingBit(BSP_TIME_BASE_TIMER, TMR_INT_Overflow); //清除TIM更新中断标志
zj_app_timebase_1ms_process();
}
}
void zj_bsp_config(void)
{
SystemCoreClockUpdate();
RCC_Configuration();
NVIC_Configuration();
GPIO_Configuration();
TIMER_BASE_Configuration(BSP_TIME_BASE_TIMER,BSP_TIME_BASE_TIMER_ARR,BSP_TIME_BASE_TIMER_PSC);
}
时基处理函数
#include "zj_public.h"
uint64_t TimeBaseMs=0,TimeBase10ms=0,TimeBase50ms=0,TimeBase100ms=0,TimeBase500ms=0,TimeBase1000ms=0,TimeBase5000ms=0,TimeBase6000ms=0,TimeBase10000ms=0,TimeBase60000ms=0;
static uint64_t Time_GetTimeMs(void)
{
return gTimeBase;
}
static void Process(void)
{
}
void zj_app_timebase_1ms_process(void)
{
gTimeBase++;
}
static void TimeProcess_10MS(void)
{
}
static void TimeProcess_50MS(void)
{
}
static void TimeProcess_100MS(void)
{
}
static void TimeProcess_500MS(void)
{
}
static void TimeProcess_1000MS(void)
{
}
static void TimeProcess_5000MS(void)
{
static uint8_t sToggleFlag = 0;
if(sToggleFlag)
{
sToggleFlag = FALSE;
BSP_LED_RUN_ON;
}
else
{
sToggleFlag = TRUE;
BSP_LED_RUN_OFF;
}
}
static void TimeProcess_10000MS(void)
{
}
static void TimeProcess_60000MS(void)
{
}
void zj_app_timebase_process(void)
{
Process();
TimeBaseMs=Time_GetTimeMs();
if(((TimeBaseMs-TimeBase10ms))>9)//10ms
{
TimeBase10ms+=10;
TimeProcess_10MS();
}
if(((TimeBaseMs-TimeBase50ms))>49)//50ms
{
TimeBase50ms+=50;
TimeProcess_50MS();
}
if(((TimeBaseMs-TimeBase100ms))>99)//100ms
{
TimeBase100ms+=100;
TimeProcess_100MS();
}
if(((TimeBaseMs-TimeBase500ms))>499)//500ms
{
TimeBase500ms+=500;
TimeProcess_500MS();
}
if(((TimeBaseMs-TimeBase1000ms))>999)//1s
{
TimeBase1000ms+=1000;
TimeProcess_1000MS();
}
if(((TimeBaseMs-TimeBase5000ms))>4999)//5s
{
TimeBase5000ms+=5000;
TimeProcess_5000MS();
}
if(((TimeBaseMs-TimeBase10000ms))>9999)//10s
{
TimeBase10000ms+=10000;
TimeProcess_10000MS();
}
if(((TimeBaseMs-TimeBase60000ms))>59999)//60s
{
TimeBase60000ms+=60000;
TimeProcess_60000MS();
}
}主函数main.c
#include "zj_public.h"
int main(void)
{
zj_bsp_config();
while(1)
{
zj_app_timebase_process();
}
}代码中特别注重了通用性的问题，时基这块应用完全可以移植到所有的单片机中去。烧录运行后就可以按到灯按照亮5秒灭5秒交替地运行了。
volatile，提一下这个关键字吧，修饰变量是不稳定的意思，用法就是确保访问这个变量时不会被其他的优化或改写，确保数据准确，很适合这类毫秒级别访问的变量。
小弟感谢大家的关注！
（利他之心，原创分享）
