老刘示波器项目开发经验学习

最近通过B站下载到“老刘爱鼓捣”的开源资料，是基于51单片机+OLED做的示波器，自己在复现过程中也付出了许多时间和经济成本，现将所学程序中的知识总结如下：

1、如果有需要资料，可自行B站搜索，如也要复现则首先建议直接买51开发板，加上外围器件，我自己买51芯片焊接时，容易出现无法烧写程序和OLED显示屏不亮的情况。

2、通过EEProm 储存读取设定参数，并且将检查合法性作为一个函数，统一检查各参数。

bit Save_Options()
{uint8 ops[15];uint8 *p;check_Options();p = ops;*p++ = Lsb >> 8;       //Ð´ÈëLsb¸ß8Î» uint16*p++ = Lsb;            //Ð´ÈëLsbµÍ8Î»*p++ = PlotMode;       //Ð´Èë»æÍ¼Ä£Ê½ bit*p++ = ScaleH;         //Ð´ÈëÊ±¼äÇø¼ä char*p++ = ScaleV_Auto;    //¶ÁÈ¡×Ô¶¯Á¿³Ì±êÖ¾ bit*p++ = RulerVMax >> 8; //Ð´Èë×ÝÖáµçÑ¹¸ß8Î» int16*p++ = RulerVMax;      //Ð´Èë×ÝÖáµçÑ¹µÍ8Î»*p++ = RulerVMin >> 8; //Ð´Èë×ÝÖáµçÑ¹¸ß8Î» int16*p++ = RulerVMin;      //Ð´Èë×ÝÖáµçÑ¹µÍ8Î»*p++ = TriLevel >> 8;  //Ð´Èë´¥·¢Öµ¸ß8Î» int16*p++ = TriLevel;       //Ð´Èë´¥·¢ÖµµÍ8Î»*p++ = TriMode;        //Ð´Èë´¥·¢·½Ê½ int8*p++ = TriSlope;       //Ð´Èë´¥·¢·½Ïò bit*p++ = WaveScroll;     //Ð´Èë²¨ÐÎ¹ö¶¯±êÖ¾ bit*p = OLED_Brightness;  //Ð´ÈëOLEDÁÁ¶È uint8//    printf("Lsb=%hu\r\n",Lsb);// printf("DrawMode=%X\r\n",PlotMode);//    printf("ScaleH=%bd\r\n",ScaleH);//   printf("ScaleV_Auto=%X\r\n",ScaleV_Auto);//  printf("RulerVMax=%hd\r\n",RulerVMax);// printf("RulerVMin=%hd\r\n",RulerVMin);// printf("TriLevel=%hd\r\n",TriLevel);//   printf("TriMode=%bd\r\n",TriMode);// printf("TriSlope=%X\r\n",TriSlope);//    printf("WaveScroll=%X\r\n",WaveScroll);//    printf("OLED_Brightness=%bu\r\n",OLED_Brightness);// printf("\r\n");return EEPROM_Save(ops, sizeof(ops) / sizeof(ops[0]));
}

void Read_Options()
{uint8 ops[15];uint8 *p;p = ops;EEPROM_Read(ops, sizeof(ops) / sizeof(ops[0]));Lsb = *p++;           //¶ÁÈ¡Lsb¸ß8Î» uint16Lsb <<= 8;            //½«µÍ8Î»ÒÆµ½¸ß°ËÎ»Lsb |= *p++;          //¶ÁÈ¡LsbµÍ8Î»PlotMode = *p++;      //¶ÁÈ¡»æÍ¼Ä£Ê½ bitScaleH = *p++;        //¶ÁÈ¡Ê±¼äÇø¼ä charScaleV_Auto = *p++;   //¶ÁÈ¡×Ô¶¯Á¿³Ì±êÖ¾ bitRulerVMax = *p++;     //¶ÁÈ¡×ÝÖáµçÑ¹×î´óÖµ¸ß8Î» int16RulerVMax <<= 8;      //½«µÍ8Î»ÒÆµ½¸ß°ËÎ»RulerVMax |= *p++;    //¶ÁÈ¡×ÝÖáµçÑ¹×î´óÖµµÍ8Î»RulerVMin = *p++;     //¶ÁÈ¡×ÝÖáµçÑ¹×îÐ¡¸ß8Î» int16RulerVMin <<= 8;      //½«µÍ8Î»ÒÆµ½¸ß°ËÎ»RulerVMin |= *p++;    //¶ÁÈ¡×ÝÖáµçÑ¹×îÐ¡µÍ8Î»TriLevel = *p++;      //¶ÁÈ¡´¥·¢Öµ¸ß8Î» int16TriLevel <<= 8;       //½«µÍ8Î»ÒÆµ½¸ß°ËÎ»TriLevel |= *p++;     //¶ÁÈ¡´¥·¢ÖµµÍ8Î»TriMode = *p++;       //¶ÁÈ¡´¥·¢·½Ê½ int8TriSlope = *p++;      //¶ÁÈ¡´¥·¢·½Ïò bitWaveScroll = *p++;    //¶ÁÈ¡²¨ÐÎ¹ö¶¯±êÖ¾ bitOLED_Brightness = *p; //¶ÁÈ¡OLEDÁÁ¶È uint8check_Options(); //¼ì²éÑ¡ÏîºÏ·¨ÐÔ//   printf("Lsb=%hu\r\n",Lsb);// printf("DrawMode=%X\r\n",PlotMode);//    printf("ScaleH=%bd\r\n",ScaleH);//   printf("ScaleV_Auto=%X\r\n",ScaleV_Auto);//  printf("RulerVMax=%hd\r\n",RulerVMax);// printf("RulerVMin=%hd\r\n",RulerVMin);// printf("TriLevel=%hd\r\n",TriLevel);//   printf("TriMode=%bd\r\n",TriMode);// printf("TriSlope=%X\r\n",TriSlope);//    printf("WaveScroll=%X\r\n",WaveScroll);//    printf("OLED_Brightness=%bu\r\n",OLED_Brightness);// printf("\r\n");
}

数组加指针配合，指向数组的指针。

 EEPROM_Read(ops, sizeof(ops) / sizeof(ops[0]));

3、将全局的变量、标志位、数组都放在global.h中，在各个文件中包含该头文件。

4、51单片机的关键字

bit 位标量声明声明一个位标量或位类型的函数

sbit 位标量声明声明一个可位寻址变量

sfr 特殊功能寄存器声明声明一个特殊功能寄存器

sfr16 特殊功能寄存器声明声明一个16位的特殊功能寄存器

关键字参考：https://blog.csdn.net/s3olo/article/details/7712586

关键字code是51单片机特有关键字，用unsigned int 或signed char等定义的变量都存储在单片机的RAM中，程序中可以随意更改这些变量的值。而运用code关键字修饰下定义的变量，比如unsigned char code i；，它们则存储在单片机程序存储空间FLASH中，节省单片机RAM资源，但在程序中不能更改这些变量的值。————————————————原文链接：https://blog.csdn.net/m0_46559794/article/details/108006698

uint16 *GetBGV(void)
{uint16 *BGV;BGV = (uint16 code *)BGV_ADR;return BGV;
}

以上程序取BGV寄存器中储存的参考电压数据。

5、OLED的显示操作在该文件中总结了OLED写数据、写命令，画点、划线、画图的库，如下两个函数是OLED操作最底层函数，其他画点、画线、画字符串、写数字都是存在一个数组buf中，遍历OLED所有点，调用下列函数最终实现绘制。

void OLED_Write_Command(uint8 dat)
{uint8 i;OLED_DC_Clr();OLED_CS_Clr();for (i = 0; i < 8; i++){OLED_SCLK_Clr();if (dat & 0x80) //ÅÐ¶ÏÊý¾Ý×î¸ßÎ»ÊÇ1»¹ÊÇ0{OLED_SDIN_Set();}elseOLED_SDIN_Clr();OLED_SCLK_Set();dat <<= 1;}OLED_CS_Set();//    OLED_DC_Set();
}/*  Ð´Êý¾ÝWrite Data  */
void OLED_Write_Data(uint8 dat)
{uint8 i;OLED_DC_Set();OLED_CS_Clr();for (i = 0; i < 8; i++){OLED_SCLK_Clr();if (dat & 0x80) //ÅÐ¶ÏÊý¾Ý×î¸ßÎ»ÊÇ1»¹ÊÇ0{OLED_SDIN_Set();}elseOLED_SDIN_Clr();OLED_SCLK_Set();dat <<= 1;}OLED_CS_Set();//    OLED_DC_Set();
}

6、全局变量统一在前面加g 或者加_ ,比如 _flag.

7、绘制一个像素点

/*  绘制一个像素至缓存Draw one pixel to buffer    */
void OLED_DrawPixel(uint8 x, uint8 y)
{uint8 mask;uint8 *pBuf;if (_x > WIDTH - 1){_x = 0;_y += 1;}if (_y > HEIGHT - 1){_y = 0;}pBuf = &_buf[(y >> 3) * WIDTH + x];mask = 1 << (y & 7);if (_OLED_Reverse){*pBuf++ &= ~mask;}else{*pBuf++ |= mask;}
}

   pBuf = &_buf[(y >> 3) * WIDTH + x];mask = 1 << (y & 7);

以上两句是写像素至缓存关键，即在_buf中储存相应的值，假设写的点为（4,8），则注意是从_x=0,_y=0开始写的，8是4列第9个点，写入的为一个字节的数据mask，y>>3是判断其所在的页，如果是第8个点（0-7是第一页），则是在第二页。_buf是一个线性数组，存第二页的数则应该是加上第一页的列数，即1*128+4即为要存的位置。

8、统一显示屏幕上所有内容

/*  将缓存内容显示到屏幕上Send buffer to display  */
void OLED_Display(void)
{uint8 i, j;uint8 *pBuf;pBuf = _buf;for (j = 0; j < PAGES; j++){for (i = 0; i < WIDTH; i++){OLED_Write_Data(*pBuf++);}}
}

9、旋转编码器的使用

EC11编码器资料参见如下的链接：

http://www.best-dz.com/Technical/info_itemid_1461.html#:~:text=ec11%E7%BC%96%E7%A0%81%E5%99%A8%E6%98%AF%E7%94%B1%E4%B8%80%E4%B8%AA%E4%B8%AD%E5%BF%83%E6%9C%89%E8%BD%B4%E7%9A%84%E5%85%89%E7%94%B5%E7%A0%81%E7%9B%98%EF%BC%8C%E5%85%B6%E4%B8%BB%E8%A6%81%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%85%89%E7%94%B5%E8%BD%AC%E6%8D%A2%E5%8E%9F%E7%90%86%E8%BE%93%E5%87%BA%E4%B8%89%E7%BB%84%E6%96%B9%E6%B3%A2%E8%84%89%E5%86%B2A%E3%80%81B%E5%92%8CZ%E7%9B%B8%E3%80%82,%E4%B8%BA%E4%BA%86%E6%96%B9%E4%BE%BF%E5%9C%B0%E5%88%A4%E6%96%AD%E5%87%BA%E6%97%8B%E8%BD%AC%E6%96%B9%E5%90%91%EF%BC%8CA%E3%80%81B%E4%B8%A4%E7%BB%84%E8%84%89%E5%86%B2%E7%9B%B8%E4%BD%8D%E5%B7%AE%E5%BA%94%E4%B8%BA90o%E3%80%82%20%E8%80%8C%E4%B8%94ec11%E7%BC%96%E7%A0%81%E5%99%A8%E8%BD%B4%E8%BD%AC%E4%B8%80%E5%9C%88%E4%BC%9A%E8%BE%93%E5%87%BA%E5%9B%BA%E5%AE%9A%E7%9A%84%E8%84%89%E5%86%B2%EF%BC%8C%E5%9B%A0%E6%AD%A4%E7%BC%96%E7%A0%81%E5%99%A8%E5%85%89%E6%A0%85%E7%9A%84%E7%BA%BF%E6%95%B0%E5%86%B3%E5%AE%9A%E4%BA%86%E8%84%89%E5%86%B2%E6%95%B0%E3%80%82

P3.3为编码器按键信号，即普通按键一样操作；P3.2和P3.4为编码器脉冲信号，

P3.3链接到外部中断1，

P3.2连接外部中断0,

编码器p3.4 连接普通IO口。

void Scan_EC11(void)可以判断方向，但其要在INT0中断中使用才可以，因为其只是判断p3.2和p3.4是否相等，单独使用不可判断方向，当在INT0中使用时，INT0中断说明P3.2脚脉冲变化，该处中断设置为上升沿和下降沿均触发。根据波形图，设A-C之间为p3.2,在第一个下降沿触发了中断，在中断中，当p3.2和p3.4（B-C）状态相同（都为低电平），此时可以判断为正传，当状态不同时判断为反转。

旋转编码器还有一个开关信号，指示按下和弹起两个状态。于是可以组合出正传、反转、按下、弹起、按下正传、按下反转、等多种组合方式。

图源于：旋转编码开关 EC11 的工作原理_lovelijiapu的博客-CSDN博客

sbit EC11_KEY = P3 ^ 3; //编码器按键连接外部中断1 connect to External Interrupt 1
sbit EC11_A = P3 ^ 2;   //编码器A脉冲连接外部中断0 connect to External Interrupt 0
sbit EC11_B = P3 ^ 4;   //编码器B脉冲连接普通IO口 connect to GPIOvoid Scan_EC11(void)
{/* 延时去抖动Delay to remove jitter */Delay500us();/* 正转Clockwise */if (EC11_A != EC11_B){Change_Val(1);}/* 反转Anticlockwise */else if (EC11_A == EC11_B){Change_Val(0);}
}/* 编码器旋转中断Interrput for Encoder Rotated */
void INT0_interrupt(void) interrupt INT_0
{Delay500us();/* 编码器是否被按下Whether the Encoder is pressed */if (!EC11_KEY)EC11PressAndRotate = 1;elseEC11PressAndRotate = 0;Scan_EC11();ADCInterrupt = 1;DisplayUpdate = 1;IE1 = 0; //清零外部中断1标志位IE0 = 0; //清零外部中断0标志位
}/* 编码器点击中断Interrput for Encoder Pressed */
void INT1_interrupt(void) interrupt INT_1
{Delay50ms();if (!EC11_KEY){EC11PressAndRotate = 0;/*  长按编码器按键 - 切换主界面和设置界面Long presse Encoder - Switch main interface and settings interface */if (Delay800ms_Long_Press()){InSettings = ~InSettings;/*  进入设置界面Enter Settings  */if (InSettings){DisplayUpdate = 1;UpdateVbat = 1;TF0 = 0; //清零定时器0溢出标志TR0 = 1; //定时器0开始计时，开始电池电压信息更新计时IE0 = 0; //清零外部中断0中断标志EX0 = 1; //开启外部中断0（编码器旋转）}/*  回到主界面Retrurn to main interface   */else{TR0 = 0; //清零定时器0溢出标志TF0 = 0; //定时器0停止计时，停止电池电压信息更新计时WaveFreq = 0;TriFail = 0;VMax = 0;VMin = 0;DisplayUpdate = 1;WaveUpdate = 1;ClearWave = 0;}ADCInterrupt = 1;}/*  按住编码器同时旋转Rotate Encoder while pressing  */else if (EC11PressAndRotate){/* 由编码器旋转中断执行操作Operations Performed by Interrupt of Encoder Rotation */}/* 双击编码器按键 - 在主界面，滚动波形和选项模式之间切换Double click Encoder - Switch between Waveform Scroll Mode and Parameter Mode in Main Interface */else if (Delay300ms_Double_Click()){/* 主界面Main Interface*/if (!InSettings){WaveScroll = ~WaveScroll;OptionChanged = 1;ADCInterrupt = 1;DisplayUpdate = 1;ClearWave = 0;}}/*  单击编码器按键 - 在主界面，切换Stop/Run状态Single click Encoder - Switch Run/Stop in main interface    */else if (!InSettings){EX0 = 0;ADCRunning = ~ADCRunning;if (ADCRunning){WaveUpdate = 1;ClearWave = 1;}else{DisplayUpdate = 1;WaveUpdate = 1;}ADCInterrupt = 1;IE0 = 0;IE1 = 0;}}IE1 = 0;
}

if (Delay800ms_Long_Press()) 编码器长按，直接在if()中调用有返回值的函数，函数中如果编码器弹起或者旋转则返回，如果800ms内没变化则返回1。

bit Delay800ms_Long_Press() //@27.000MHz
{unsigned char i, j, k;_nop_();_nop_();i = 110;j = 148;k = 166;do{do{/* 编码器松开或转动Encoder released or rotated */if (EC11_KEY || EC11PressAndRotate)return 0;while (--k);} while (--j);} while (--i);return 1;
}

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