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/*************  本程序功能说明  **************

本例程基于AI8051U为主控芯片的实验箱进行编写测试。

使用Keil C251编译器，Memory Model推荐设置XSmall模式，默认定义变量在edata，单时钟存取访问速度快。

edata建议保留1K给堆栈使用，空间不够时可将大数组、不常用变量加xdata关键字定义到xdata空间。

读写芯片内部集成的RTC模块，默认使用外部32K晶振作为RTC时钟源.

通过串口1(P3.0,P3.1)输出RTC时钟，串口配置：115200,N,8,1，使用文本模式打印。

用STC的MCU的IO方式控制74HC595驱动8位数码管。

使用Timer0的16位自动重装来产生1ms节拍,程序运行于这个节拍下, 用户修改MCU主时钟频率时,自动定时于1ms.

8位数码管显示时间(小时-分钟-秒).

行列扫描按键键码为25~32.

按键只支持单键按下, 不支持多键同时按下, 那样将会有不可预知的结果.

键按下超过1秒后,将以10键/秒的速度提供重键输出. 用户只需要检测KeyCode是否非0来判断键是否按下.

调整时间键:
键码25: 小时+.
键码26: 小时-.
键码27: 分钟+.
键码28: 分钟-.

下载时, 选择时钟 24MHZ (用户可自行修改频率).

******************************************/

#include "..\..\comm\AI8051U.h"
#include "stdio.h"
#include "intrins.h"

/***********************************************************/

typedef     unsigned char   u8;
typedef     unsigned int    u16;
typedef     unsigned long   u32;

/****************************** 用户定义宏 ***********************************/

#define MAIN_Fosc       24000000L   //定义主时钟
#define PrintUart       1           //1:printf 使用 UART1; 2:printf 使用 UART2
#define Baudrate        115200L
#define TM              (65536 -(MAIN_Fosc/Baudrate/4))
#define Timer0_Reload   (65536UL -(MAIN_Fosc / 1000))   //Timer 0 中断频率, 1000次/秒

#define SleepModeSet    0           //0:不进休眠模式，使用数码管显示时不能进休眠; 1:使能休眠模式

/*****************************************************************************/

#define DIS_DOT     0x20
#define DIS_BLACK   0x10
#define DIS_        0x11

/*************  本地常量声明    **************/
u8 code t_display[]={                       //标准字库
//   0    1    2    3    4    5    6    7    8    9    A    B    C    D    E    F
    0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71,
//black  -     H    J    K    L    N    o   P    U     t    G    Q    r   M    y
    0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37,0x6e,
    0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46};    //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1

u8 code T_COM[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};      //位码

/*************  IO口定义    **************/
sbit    P_HC595_SER   = P3^4;   //pin 14    SER     data input
sbit    P_HC595_RCLK  = P3^5;   //pin 12    RCLk    store (latch) clock
sbit    P_HC595_SRCLK = P3^2;   //pin 11    SRCLK   Shift data clock

/*************  本地变量声明    **************/

u8  LED8[8];        //显示缓冲
u8  display_index;  //显示位索引
bit B_1ms;          //1ms标志
bit B_1s;
bit B_Alarm;        //闹钟标志

u8 IO_KeyState, IO_KeyState1, IO_KeyHoldCnt;    //行列键盘变量
u8  KeyHoldCnt; //键按下计时
u8  KeyCode;    //给用户使用的键码
u8  cnt50ms;

u8  hour,minute; //RTC变量
u16 msecond;

/*************  本地函数声明    **************/

void IO_KeyScan(void);   //50ms call
void DisplayRTC(void);
void WriteRTC(void);

void RTC_config(void);

/******************** 串口打印函数 ********************/
void UartInit(void)
{
#if(PrintUart == 1)
    S1_S1 = 0;      //UART1 switch to, 0x00: P3.0 P3.1, 0x40: P3.6 P3.7, 0x80: P1.6 P1.7, 0xC0: P4.3 P4.4
    S1_S0 = 0;
    SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40; 
    T1x12 = 1;      //定时器时钟1T模式
    S1BRT = 0;      //串口1选择定时器1为波特率发生器
    TL1  = TM;
    TH1  = TM>>8;
    TR1 = 1;        //定时器1开始计时

//    SCON = (SCON & 0x3f) | 0x40; 
//    T2L  = TM;
//    T2H  = TM>>8;
//    AUXR |= 0x15; //串口1选择定时器2为波特率发生器
#else
    S2_S = 1;       //UART2 switch to: 0: P1.2 P1.3,  1: P4.2 P4.3
    S2CFG |= 0x01;  //使用串口2时，W1位必需设置为1，否则可能会产生不可预期的错误
    S2CON = (SCON & 0x3f) | 0x40; 
    T2L  = TM;
    T2H  = TM>>8;
    AUXR |= 0x14;   //定时器2时钟1T模式,开始计时
#endif
}

void UartPutc(unsigned char dat)
{
#if(PrintUart == 1)
    SBUF = dat; 
    while(TI == 0);
    TI = 0;
#else
    S2BUF  = dat; 
    while(S2TI == 0);
    S2TI = 0;    //Clear Tx flag
#endif
}

char putchar(char c)
{
    UartPutc(c);
    return c;
}

/**********************************************/
void main(void)
{
    u8  i;

    WTST = 0;  //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
    EAXFR = 1; //扩展寄存器(XFR)访问使能
    CKCON = 0; //提高访问XRAM速度

    P0M1 = 0x00;   P0M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P1M1 = 0x00;   P1M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P5M1 = 0x00;   P5M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P6M1 = 0x00;   P6M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    P7M1 = 0x00;   P7M0 = 0x00;   //设置为准双向口
    
    display_index = 0;
    
    for(i=0; i<8; i++)  LED8[i] = DIS_BLACK; //上电消隐
    
    AUXR |= 0x80;   //Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload, 
    TH0 = (u8)(Timer0_Reload / 256);
    TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);
    ET0 = 1;        //Timer0 interrupt enable
    TR0 = 1;        //Tiner0 run

    UartInit();
    RTC_config();
    EA = 1;     //打开总中断
    
    DisplayRTC();
    LED8[2] = DIS_;
    LED8[5] = DIS_;

    KeyHoldCnt = 0; //键按下计时
    KeyCode = 0;    //给用户使用的键码

    IO_KeyState = 0;
    IO_KeyState1 = 0;
    IO_KeyHoldCnt = 0;
    cnt50ms = 0;

    while(1)
    {
        if(B_1s)
        {
            B_1s = 0;
            DisplayRTC();
            printf("Year=20%d,Month=%d,Day=%d,Hour=%d,Minute=%d,Second=%d\r\n",YEAR,MONTH,DAY,HOUR,MIN,SEC);
        }

        if(B_Alarm)
        {
            B_Alarm = 0;
            printf("RTC Alarm!\r\n");
        }

#if(SleepModeSet == 1)
        _nop_();
        _nop_();
        PCON = 0x02;  //进入休眠
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
#else
        if(B_1ms)   //1ms到
        {
            B_1ms = 0;

            if(++cnt50ms >= 50)     //50ms扫描一次行列键盘
            {
                cnt50ms = 0;
                IO_KeyScan();
            }
            
            if(KeyCode != 0)        //有键按下
            {
                if(KeyCode == 25)   //hour +1
                {
                    if(++hour >= 24)    hour = 0;
                    WriteRTC();
                    DisplayRTC();
                }
                if(KeyCode == 26)   //hour -1
                {
                    if(--hour >= 24)    hour = 23;
                    WriteRTC();
                    DisplayRTC();
                }
                if(KeyCode == 27)   //minute +1
                {
                    if(++minute >= 60)  minute = 0;
                    WriteRTC();
                    DisplayRTC();
                }
                if(KeyCode == 28)   //minute -1
                {
                    if(--minute >= 60)  minute = 59;
                    WriteRTC();
                    DisplayRTC();
                }

                KeyCode = 0;
            }

        }
#endif
    }
} 

/********************** 显示时钟函数 ************************/
void DisplayRTC(void)
{
    hour = HOUR;
    minute = MIN;

    if(HOUR >= 10)  LED8[0] = HOUR / 10;
    else            LED8[0] = DIS_BLACK;
    LED8[1] = HOUR % 10;
    LED8[2] = DIS_;
    LED8[3] = MIN / 10;
    LED8[4] = MIN % 10;
    LED8[6] = SEC / 10;
    LED8[7] = SEC % 10;
}

/********************** 写RTC函数 ************************/
void WriteRTC(void)
{
    INIYEAR = YEAR;   //继承当前年月日
    INIMONTH = MONTH;
    INIDAY = DAY;

    INIHOUR = hour;   //修改时分秒
    INIMIN = minute;
    INISEC = 0;
    INISSEC = 0;
    RTCCFG |= 0x01;   //触发RTC寄存器初始化
}

/*****************************************************
    行列键扫描程序
    使用XY查找4x4键的方法，只能单键，速度快

   Y     P04      P05      P06      P07
          |        |        |        |
X         |        |        |        |
P00 ---- K00 ---- K01 ---- K02 ---- K03 ----
          |        |        |        |
P01 ---- K04 ---- K05 ---- K06 ---- K07 ----
          |        |        |        |
P02 ---- K08 ---- K09 ---- K10 ---- K11 ----
          |        |        |        |
P03 ---- K12 ---- K13 ---- K14 ---- K15 ----
          |        |        |        |
******************************************************/

u8 code T_KeyTable[16] = {0,1,2,0,3,0,0,0,4,0,0,0,0,0,0,0};

void IO_KeyDelay(void)
{
    u8 i;
    i = 10;
    while(--i)  ;
}

void IO_KeyScan(void)    //50ms call
{
    u8  j;

    j = IO_KeyState1;   //保存上一次状态

    P0 = 0xf0;  //X低，读Y
    IO_KeyDelay();
    IO_KeyState1 = P0 & 0xf0;

    P0 = 0x0f;  //Y低，读X
    IO_KeyDelay();
    IO_KeyState1 |= (P0 & 0x0f);
    IO_KeyState1 ^= 0xff;   //取反
    
    if(j == IO_KeyState1)   //连续两次读相等
    {
        j = IO_KeyState;
        IO_KeyState = IO_KeyState1;
        if(IO_KeyState != 0)    //有键按下
        {
            F0 = 0;
            if(j == 0)  F0 = 1; //第一次按下
            else if(j == IO_KeyState)
            {
                if(++IO_KeyHoldCnt >= 20)   //1秒后重键
                {
                    IO_KeyHoldCnt = 18;
                    F0 = 1;
                }
            }
            if(F0)
            {
                j = T_KeyTable[IO_KeyState >> 4];
                if((j != 0) && (T_KeyTable[IO_KeyState& 0x0f] != 0)) 
                    KeyCode = (j - 1) * 4 + T_KeyTable[IO_KeyState & 0x0f] + 16;    //计算键码，17~32
            }
        }
        else IO_KeyHoldCnt = 0;
    }
    P0 = 0xff;
}

/**************** 向HC595发送一个字节函数 ******************/
void Send_595(u8 dat)
{
    u8  i;
    for(i=0; i<8; i++)
    {
        dat <<= 1;
        P_HC595_SER   = CY;
        P_HC595_SRCLK = 1;
        P_HC595_SRCLK = 0;
    }
}

/********************** 显示扫描函数 ************************/
void DisplayScan(void)
{   
    Send_595(t_display[LED8[display_index]]);   //输出段码
    Send_595(~T_COM[display_index]);            //输出位码

    P_HC595_RCLK = 1;
    P_HC595_RCLK = 0;
    if(++display_index >= 8)    display_index = 0;  //8位结束回0
}

/******************** RTC中断函数 *********************/
void RTC_Isr() interrupt 13
{
    if(RTCIF & 0x80)    //闹钟中断
    {
//        P01 = !P01;
        RTCIF &= ~0x80;
        B_Alarm = 1;
    }

    if(RTCIF & 0x08)    //秒中断
    {
//        P00 = !P00;
        RTCIF &= ~0x08;
        B_1s = 1;
    }
}

/********************** Timer0 1ms中断函数 ************************/
void timer0 (void) interrupt 1
{
#if(SleepModeSet == 0)
    DisplayScan();  //1ms扫描显示一位
#endif
    B_1ms = 1;      //1ms标志
}

//========================================================================
// 函数: void RTC_config(void)
// 描述: RTC初始化函数。
// 参数: 无.
// 返回: 无.
// 版本: V1.0, 2020-6-10
//========================================================================
void RTC_config(void)
{
    INIYEAR = 24;     //Y:2024
    INIMONTH = 12;    //M:12
    INIDAY = 31;      //D:31
    INIHOUR = 23;     //H:23
    INIMIN = 59;      //M:59
    INISEC = 50;      //S:50
    INISSEC = 0;      //S/128:0

    ALAHOUR = 0;    //闹钟小时
    ALAMIN  = 0;    //闹钟分钟
    ALASEC  = 0;    //闹钟秒
    ALASSEC = 0;    //闹钟1/128秒

//    IRC32KCR = 0x80;   //启动内部32K晶振.
//    while (!(IRC32KCR & 1));  //等待时钟稳定
//    RTCCFG = 0x03;    //选择内部32K时钟源，触发RTC寄存器初始化

    X32KCR = 0x80 + 0x40;   //启动外部32K晶振, 低增益+0x00, 高增益+0x40.
    while (!(X32KCR & 1));  //等待时钟稳定
    RTCCFG = 0x01;    //选择外部32K时钟源，触发RTC寄存器初始化

    RTCIF = 0x00;     //清中断标志
    RTCIEN = 0x88;    //中断使能, 0x80:闹钟中断, 0x40:日中断, 0x20:小时中断, 0x10:分钟中断, 0x08:秒中断, 0x04:1/2秒中断, 0x02:1/8秒中断, 0x01:1/32秒中断
    RTCCR = 0x01;     //RTC使能

    while(RTCCFG & 0x01);    //等待初始化完成,需要在 "RTC使能" 之后判断. 
    //设置RTC时间需要32768Hz的1个周期时间,大约30.5us. 由于同步, 所以实际等待时间是0~30.5us.
    //如果不等待设置完成就睡眠, 则RTC会由于设置没完成, 停止计数, 唤醒后才继续完成设置并继续计数.
}
