基于51单片机的交通灯设计(三)-编写c51程序 / 单片机设计

前面我们用两篇文章分别介绍了设计要求和原理图内容，我们已经对交通灯设计有了初步了解，这里，我们继续学习程序的编写。

这一篇我们用到的工具软件有：

思维导图制作软件

流程图制作软件

Keil4 c51编译软件

Proteus7 仿真软件

按照我们之前在第一篇文章里绘制的“基本功能和设计思路的图表”内容，在“设计思路”里面列出了两个方法，我们选择第一种，先制作仿真后制作实物。

01.分析程序中用到的内容

可能一开始让人觉得无从下手，这个程序到底怎么写，写什么内容？

不着急，我们回顾最开始的内容，那时候我们画了一个“基本功能和设计思路的图表”，现在就根据这个图表，给它添砖加瓦，增加程序的内容，有了内容，就能做出控制流程，有了控制流程，就会有程序……

看下图：

从图中可以看出，有两大部分：

一是“功能”，这是我们第一篇文章里面的内容；

二是“程序内容”，这是根据“功能”的需求，制定出的程序要编写的内容。

后面，我们就根据程序内容来完成每个小定义、小函数的编写，直到给程序准备好所有的“材料”，那么搭建一个完整的程序结构也就水到渠成了。

02.确定程序控制流程

有了内容，把它们合理安排，就可以做出我们原先设计的功能。

程序的流程用图来表达会比语言描述更加形象和直观，虽然在实际程序编写过程中不一定会完全按照这个结构完成任务，但是，事先有一个清晰的思想脉络，是非常必要的。

下面是一个简单的主程序流程图：

03. 绘制proteus仿真图

这里贴一张程序完成后的正常运行截图:

04. 选择编写和编译程序的工具

对于51单片机，编译器不二的选择当然是Keil C51，但是编写程序的编辑器可以有很多选择。

常见的代码编辑工具软件有：Sublime Text3、Atom、Visual Studio Code 等等。

要注意的一点是，用编辑软件编写源码时，编译软件Keil不要点保存文件（当然工程可以保存），只编译，这样就不容易出现乱码。

git也是必要的工具，对于单片机新手来说暂时不用也不影响。

05. 编写完整程序

函数较多，首先是编写头文件，定义端口；其次编写单个程序，逐一测试。最后整合起来，用主函数来控制执行顺序。

为了思路清晰，这里采用了状态切换的方式，也加入了模式切换。实际简单程序可以只用状态来切换，调理会更清晰。

主要的子函数有：定时中断、按键检测、数码管显示、倒计时计算、信号灯控制等。

下面是主函数：

// 主函数
void main(void) {
  Delay_ms(200);
  PortInit();      // 初始化IO端口
  Timer0Init();    // 初始化定时器0
  TimeValueInit(); // 初始化倒计时时间值
  StatusInit();    // 初始化状态

  while (1) {
    //判断模式
    switch (uc_Mode) {             
      // 如果为正常模式      
      case kMode_Normal: {   
        if (g_flag1s == isYes) {    // 如果中断计数1S时间到
          testTimeChangeState();    // 检测倒计时时间，时间到则改变状态
          g_flag1s = isNo;          // 重置1S标记
          if (uc_State == i_EWY) {
            ioLed_EW_Yellow = isLedON;
          } else if (uc_State == i_SNY) {
            ioLed_SN_Yellow = isLedON;
          }        
        } else if (g_flag05s == isYes) {  // 如果中断计数0.5S时间到
          g_flag05s = isNo;               // 重置1S标记
          if (uc_State == i_EWY) {
            ioLed_EW_Yellow = isLedOFF;
          } else if (uc_State == i_SNY) {
            ioLed_SN_Yellow = isLedOFF;
          }
        }
        mainDisplay();        // 主显示子程序（包含按键检测和执行子程序）
      } break;
      // 如果为设置时间模式
      case kMode_SetTime: {  
        mainDisplay();        // 主显示子程序（包含按键检测和执行子程序）
        g_flag1s = isNo;
      } break;
      //如果为深夜模式
      case kMode_LateNight: {  
        //如果中断计数1S时间到
        if (g_flag1s == isYes) {  
          g_flag1s = isNo;
          ioLed_EW_Yellow = isLedON;
          ioLed_SN_Yellow = isLedON;
        } else if (g_flag05s == isYes) {
          g_flag05s = isNo;
          ioLed_EW_Yellow = isLedOFF;
          ioLed_SN_Yellow = isLedOFF;
        }
        key_Monitor();  //监控键
      } break;
      //如果为其它模式
      default: {        
        key_Monitor();  //监控键
      } break;
    }
  }
}

上面给出编写主函数的例子。

一边编写程序，一边编译成代码，用仿真加载运行调试，不断修改完善。

06.总结与积累

同样的控制功能，程序有各种各样的写法，通常采用一种自己习惯的方式，但是也应该不断学习别人的优点，改变自己的的不好习惯。

当然，笔者更趋向于用实际电路调试，毕竟仿真和实际硬件往往存在不可预知的差异，有时候会出现很多奇怪的问题，而真实板子就没有哪些问题，前提是硬件要正常。