如何在51单片机实现日程提醒（生日闹钟）
2024-05-29 04:11:24
如何在51单片机实现日程提醒（生日闹钟）
51单片机制作万年历过程中的日程提醒部分，主要说明设计算法，软件特性可以在proteus上仿真。日程提醒是人机交互的一部分，因此日程提醒的实现与具体的人机交互方式息息相关，本系统采用4x4矩阵键盘作为人间交互的接口。下面直接上代码：
日程定义
日程主要由月/日与时/分确立，以及日程的状态组成。日程可逻辑抽象为数据类型schedule_t：
typedef enum { // 日程状态SCHEDULE_OFF = 0,SCHEDULE_ON = 1,SCHEDULE_BUTT
} schedule_state_t;
typedef struct { // 日程u8 month;u8 day;u8 hour;u8 miunte;schedule_state_t state;
} schedule_t;static schedule_t schedule = { 0, 0, 0, 0, SCHEDULE_OFF }; // 日程配置
static u8 cur_pos = 1; // 游标位置
对外接口
对外接口主要由日程初始化，检测日程提醒，设置日程，关闭日程提醒等操作组成。
void schedule_init(void); // 日程初始化
void schedule_deinit(void); // 日程去初始化
u8 schedule_check(u8 now_month, u8 now_day, u8 now_hour, u8 now_miunte); // 日程检测
void schedule_response_key(key_t key); // 按键响应
void schedule_display(void); // 日程显示
void schedule_close(void); // 关闭日程
日程提醒初始化
主要是预置日程显示格式、界面等，前两位为月/日参数显示，使用“-”连接，后两位为时/分参数显示，使用“:”连接，界面如下图所示：
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_init
* 函数功能 : 日程初始化
* 输 入 : void
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_init(void) // 日程初始化
{lcd1602_write_cmd(LCD1602_DISPLAY_CONTROL); // 关闭光标和闪烁lcd1602_clean();lcd1602_set_pos(0, 1);lcd1602_write_str("set schedule:");lcd1602_set_pos(0, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.month);lcd1602_write_data('-');lcd1602_write_num(2, schedule.day);lcd1602_set_pos(6, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.hour);lcd1602_write_data(':');lcd1602_write_num(2, schedule.miunte);lcd1602_set_pos(13, 0);if (schedule.state == SCHEDULE_ON) {lcd1602_write_str(" on");} else {lcd1602_write_str("off");}lcd1602_set_pos(0, 0);lcd1602_write_cmd(0x08 | // 显示光标并闪烁LCD1602_DISPLAY_ENABLE |LCD1602_CURSOR_ENABLE |LCD1602_CURSOR_TWINKLE);cur_pos = SCHEDULE_CUR_POS_MAX;
}
日程提醒检测
通过对比在一定时间范围内，检测到日程有效便激活蜂鸣器，否则关闭。激活蜂鸣器部分主要思想如下：
1、日程状态必须为SCHEDULE_ON，即：打开日程提醒；
2、在月/日与时/分检测到相等的情况下，往后推迟的SCHEDULE_CONTINUE_TIME分钟时间激活蜂鸣器；
3、否则关闭蜂鸣器。
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_check
* 函数功能 : 日程检测
* 输 入 : now_month/now_day/now_hour/now_miunte：当前月/日/时/分
* 输 出 : u8：0没有激活，other已激活
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
u8 schedule_check(u8 now_month, u8 now_day, u8 now_hour, u8 now_miunte) // 日程检测
{static u8 state = 0;if (schedule.state != SCHEDULE_ON) {buzzer_disable_passive();return 0;}if ((state == 0) && (schedule.month == now_month) && (schedule.day == now_day) &&(schedule.hour == now_hour) && (schedule.miunte == now_miunte)) {state = 1;}if (state != 1) {buzzer_disable_passive();return 0;}if (((now_hour * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) >= 0) &&((now_hour * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) <= SCHEDULE_CONTINUE_TIME)) {buzzer_enable_passive();return 1;} else {state = 0;}if ((schedule.hour == 23) && (now_hour == 0)) {if (((24 * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) >= 0) &&((24 * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) <= SCHEDULE_CONTINUE_TIME)) {buzzer_enable_passive();return 1;} else {state = 0;}}return 0;
}
矩阵键盘
键盘如下图所示：
设置日程
用户通过4x4矩阵键盘设定日程，事实上是日程某函数响应按键的过程，从日程抽象类型schedule_t分析，日程设定主要是修改月份、日期、小时和分钟，以及日程状态，如下表所示：
| 月 | 日 | 时 | 分 | 日程状态 |
|---|---|---|---|---|
| 1-12 | 1-31 | 0-23 | 0-59 | on/off |
其中月份、日期、小时和分钟可进一步细分为十位和个位2项修改项，总计有9项修改项，如下表所示：
| 月份十位 | 月份个位 | 日期十位 | 日期个位 | 小时十位 | 小时个位 | 分钟十位 | 分钟个位 | 日程状态 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 取值0-1 | 月份十位<1，取值1-9；月份十位=1，取值0-2 | 取值0-3 | 日期十位<3，取值1-9；日期十位=3，取值0-1 | 取值0-2 | 小时十位<2，取值0-9；小时十位=2，取值0-3 | 取值0-5 | 取值0-9 | on/off |
设定日程其实是在描述一个分段函数，根据光标当前所在位置，按键0-9直接修改日程的月份/日期/小时/分钟值，add/sub将月份/日期/小时/分钟值加一/减一，trans用于切换日程状态，enter键用于循环移动光标位置。日程按键响应代码如下：
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_response_key
* 函数功能 : 按键响应
* 输 入 : key：按键值
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_response_key(key_t key) // 按键响应
{switch (key) {case KEY_0:case KEY_1:case KEY_2:case KEY_3:case KEY_4:case KEY_5:case KEY_6:case KEY_7:case KEY_8:case KEY_9: {if ((cur_pos == 1) && (key <= KEY_1)) { // 月十位不能超过1schedule.month = 10 * key + schedule.month % 10;} else if (cur_pos == 2) { // 月个位取值0-9，3-9有限制if (key <= KEY_2) {schedule.month = key + schedule.month / 10 * 10;} else if ((key > KEY_2) && (schedule.month / 10 < 1)) {schedule.month = key + schedule.month / 10 * 10;}} else if ((cur_pos == 3) && (key <= KEY_3)) { // 天十位不能超过3schedule.day = 10 * key + schedule.day % 10;} else if (cur_pos == 4) { // 天个位取值0-9，2-9有限制if (key <= KEY_1) {schedule.day = key + schedule.day / 10 * 10;} else if ((key > KEY_1) && (schedule.day / 10 < 3)) {schedule.day = key + schedule.day / 10 * 10;}} else if ((cur_pos == 5) && (key <= KEY_2)) { // 时十位取值0-2schedule.hour = 10 * key + schedule.hour % 10;} else if (cur_pos == 6) { // 时个位取值0-9，4-9有限制if (key <= KEY_3) {schedule.hour = key + schedule.hour / 10 * 10;} else if ((key > KEY_3) && (schedule.hour / 10 < 2)) {schedule.hour = key + schedule.hour / 10 * 10;}} else if ((cur_pos == 7) && (key <= KEY_5)) { // 分十位取值0-5schedule.miunte = 10 * key + schedule.miunte % 10;} else if (cur_pos == 8) { // 分个位取值0-9schedule.miunte = key + schedule.miunte / 10 * 10;}if ((schedule.day > 30) && ((schedule.month == 4) || // 各个月份天数修正(schedule.month == 6) ||(schedule.month == 9) ||(schedule.month == 11))) {schedule.day = 30;} else if ((schedule.day > 29) && (schedule.month == 2)) {schedule.day = 29;}break;}case KEY_ADD: { // 加1if ((cur_pos == 1) || (cur_pos == 2)) {if (schedule.month < 12) {schedule.month++;}} else if ((cur_pos == 3) || (cur_pos == 4)) {if (schedule.day < 31) {schedule.day++;}} else if ((cur_pos == 5) || (cur_pos == 6)) {if (schedule.hour < 23) {schedule.hour++;}} else if ((cur_pos == 7) || (cur_pos == 8)) {if (schedule.miunte < 59) {schedule.miunte++;}}if ((schedule.day > 30) && ((schedule.month == 4) || // 各个月份天数修正(schedule.month == 6) ||(schedule.month == 9) ||(schedule.month == 11))) {schedule.day = 30;} else if ((schedule.day > 29) && (schedule.month == 2)) {schedule.day = 29;}break;}case KEY_SUB: { // 减1if ((cur_pos == 1) || (cur_pos == 2)) {if (schedule.month > 0) {schedule.month--;}} else if ((cur_pos == 3) || (cur_pos == 4)) {if (schedule.day > 0) {schedule.day--;}} else if ((cur_pos == 5) || (cur_pos == 6)) {if (schedule.hour > 0) {schedule.hour--;}} else if ((cur_pos == 7) || (cur_pos == 8)) {if (schedule.miunte > 0) {schedule.miunte--;}}if ((schedule.day > 30) && ((schedule.month == 4) || // 各个月份天数修正(schedule.month == 6) ||(schedule.month == 9) ||(schedule.month == 11))) {schedule.day = 30;} else if ((schedule.day > 29) && (schedule.month == 2)) {schedule.day = 29;}break;}case KEY_ENTER: { // 移动游标cur_pos++; if (cur_pos > SCHEDULE_CUR_POS_MAX) {cur_pos = 1;}break;}case KEY_TRANS: { // 切换日程状态if (cur_pos == 9) {if (schedule.state == SCHEDULE_OFF) {schedule.state = SCHEDULE_ON;} else {schedule.state = SCHEDULE_OFF;}}break;}case KEY_FUN:case KEY_BACK: schedule_deinit(); break; // 退出日程设置default: break;}
}
日程显示
用于更新月份、日期、小时和分钟，以及日程状态。
/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_display
* 函数功能 : 日程显示
* 输 入 : void
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_display(void) // 日程显示
{lcd1602_write_cmd(LCD1602_DISPLAY_CONTROL); // 关闭光标和闪烁lcd1602_set_pos(0, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.month);lcd1602_set_pos(3, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.day);lcd1602_set_pos(6, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.hour);lcd1602_set_pos(9, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.miunte);lcd1602_set_pos(13, 0);if (schedule.state == SCHEDULE_ON) {lcd1602_write_str(" on");} else {lcd1602_write_str("off");}if (cur_pos == 1) { // 指定光标位置lcd1602_set_pos(0, 0);} else if (cur_pos == 2) {lcd1602_set_pos(1, 0);} else if (cur_pos == 3) {lcd1602_set_pos(3, 0);} else if (cur_pos == 4) {lcd1602_set_pos(4, 0);} else if (cur_pos == 5) {lcd1602_set_pos(6, 0);} else if (cur_pos == 6) {lcd1602_set_pos(7, 0);} else if (cur_pos == 7) {lcd1602_set_pos(9, 0);} else if (cur_pos == 8) {lcd1602_set_pos(10, 0);} else if (cur_pos == 9) {if (schedule.state == SCHEDULE_ON) {lcd1602_set_pos(14, 0);} else {lcd1602_set_pos(13, 0);}}lcd1602_write_cmd(0x08 | // 显示光标并闪烁LCD1602_DISPLAY_ENABLE |LCD1602_CURSOR_ENABLE |LCD1602_CURSOR_TWINKLE);
}
附录 - 日程提醒（schedule.h）
#ifndef __SCHEDULE_H__
#define __SCHEDULE_H__#include "include.h"
#include "keyboard.h"#define SCHEDULE_CONTINUE_TIME 30 // 响铃时间，分钟计时，1-60
#define SCHEDULE_CUR_POS_MAX 9 // 游标最大位置typedef enum { // 日程状态SCHEDULE_OFF = 0,SCHEDULE_ON = 1,SCHEDULE_BUTT
} schedule_state_t;
typedef struct { // 日程u8 month;u8 day;u8 hour;u8 miunte;schedule_state_t state;
} schedule_t;void schedule_init(void); // 日程初始化
void schedule_deinit(void); // 日程去初始化
u8 schedule_check(u8 now_month, u8 now_day, u8 now_hour, u8 now_miunte); // 日程检测
void schedule_response_key(key_t key); // 按键响应
void schedule_display(void); // 日程显示
void schedule_close(void); // 关闭日程#endif
附录 - 日程提醒（schedule.c）
#include "schedule.h"
#include "lcd1602.h"
#include "buzzer.h"static schedule_t schedule = { 0, 0, 0, 0, SCHEDULE_OFF }; // 日程配置
static u8 cur_pos = 1; // 游标位置/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_init
* 函数功能 : 日程初始化
* 输 入 : void
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_init(void) // 日程初始化
{lcd1602_write_cmd(LCD1602_DISPLAY_CONTROL); // 关闭光标和闪烁lcd1602_clean();lcd1602_set_pos(0, 1);lcd1602_write_str("set schedule:");lcd1602_set_pos(0, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.month);lcd1602_write_data('-');lcd1602_write_num(2, schedule.day);lcd1602_set_pos(6, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.hour);lcd1602_write_data(':');lcd1602_write_num(2, schedule.miunte);lcd1602_set_pos(13, 0);if (schedule.state == SCHEDULE_ON) {lcd1602_write_str(" on");} else {lcd1602_write_str("off");}lcd1602_set_pos(0, 0);lcd1602_write_cmd(0x08 | // 显示光标并闪烁LCD1602_DISPLAY_ENABLE |LCD1602_CURSOR_ENABLE |LCD1602_CURSOR_TWINKLE);cur_pos = SCHEDULE_CUR_POS_MAX;
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_deinit
* 函数功能 : 日程去初始化
* 输 入 : void
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_deinit(void) // 日程去初始化
{lcd1602_write_cmd(LCD1602_DISPLAY_CONTROL);lcd1602_clean();
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_check
* 函数功能 : 日程检测
* 输 入 : now_month/now_day/now_hour/now_miunte：当前月/日/时/分
* 输 出 : u8：0没有激活，other已激活
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
u8 schedule_check(u8 now_month, u8 now_day, u8 now_hour, u8 now_miunte) // 日程检测
{static u8 state = 0;if (schedule.state != SCHEDULE_ON) {buzzer_disable_passive();return 0;}if ((state == 0) && (schedule.month == now_month) && (schedule.day == now_day) &&(schedule.hour == now_hour) && (schedule.miunte == now_miunte)) {state = 1;}if (state != 1) {buzzer_disable_passive();return 0;}if (((now_hour * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) >= 0) &&((now_hour * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) <= SCHEDULE_CONTINUE_TIME)) {buzzer_enable_passive();return 1;} else {state = 0;}if ((schedule.hour == 23) && (now_hour == 0)) {if (((24 * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) >= 0) &&((24 * 60 + now_miunte) - (schedule.hour * 60 + schedule.miunte) <= SCHEDULE_CONTINUE_TIME)) {buzzer_enable_passive();return 1;} else {state = 0;}}return 0;
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_response_key
* 函数功能 : 按键响应
* 输 入 : key：按键值
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_response_key(key_t key) // 按键响应
{switch (key) {case KEY_0:case KEY_1:case KEY_2:case KEY_3:case KEY_4:case KEY_5:case KEY_6:case KEY_7:case KEY_8:case KEY_9: {if ((cur_pos == 1) && (key <= KEY_1)) { // 月十位不能超过1schedule.month = 10 * key + schedule.month % 10;} else if (cur_pos == 2) { // 月个位取值0-9，3-9有限制if (key <= KEY_2) {schedule.month = key + schedule.month / 10 * 10;} else if ((key > KEY_2) && (schedule.month / 10 < 1)) {schedule.month = key + schedule.month / 10 * 10;}} else if ((cur_pos == 3) && (key <= KEY_3)) { // 天十位不能超过3schedule.day = 10 * key + schedule.day % 10;} else if (cur_pos == 4) { // 天个位取值0-9，2-9有限制if (key <= KEY_1) {schedule.day = key + schedule.day / 10 * 10;} else if ((key > KEY_1) && (schedule.day / 10 < 3)) {schedule.day = key + schedule.day / 10 * 10;}} else if ((cur_pos == 5) && (key <= KEY_2)) { // 时十位取值0-2schedule.hour = 10 * key + schedule.hour % 10;} else if (cur_pos == 6) { // 时个位取值0-9，4-9有限制if (key <= KEY_3) {schedule.hour = key + schedule.hour / 10 * 10;} else if ((key > KEY_3) && (schedule.hour / 10 < 2)) {schedule.hour = key + schedule.hour / 10 * 10;}} else if ((cur_pos == 7) && (key <= KEY_5)) { // 分十位取值0-5schedule.miunte = 10 * key + schedule.miunte % 10;} else if (cur_pos == 8) { // 分个位取值0-9schedule.miunte = key + schedule.miunte / 10 * 10;}if ((schedule.day > 30) && ((schedule.month == 4) || // 各个月份天数修正(schedule.month == 6) ||(schedule.month == 9) ||(schedule.month == 11))) {schedule.day = 30;} else if ((schedule.day > 29) && (schedule.month == 2)) {schedule.day = 29;}break;}case KEY_ADD: { // 加1if ((cur_pos == 1) || (cur_pos == 2)) {if (schedule.month < 12) {schedule.month++;}} else if ((cur_pos == 3) || (cur_pos == 4)) {if (schedule.day < 31) {schedule.day++;}} else if ((cur_pos == 5) || (cur_pos == 6)) {if (schedule.hour < 23) {schedule.hour++;}} else if ((cur_pos == 7) || (cur_pos == 8)) {if (schedule.miunte < 59) {schedule.miunte++;}}if ((schedule.day > 30) && ((schedule.month == 4) || // 各个月份天数修正(schedule.month == 6) ||(schedule.month == 9) ||(schedule.month == 11))) {schedule.day = 30;} else if ((schedule.day > 29) && (schedule.month == 2)) {schedule.day = 29;}break;}case KEY_SUB: { // 减1if ((cur_pos == 1) || (cur_pos == 2)) {if (schedule.month > 0) {schedule.month--;}} else if ((cur_pos == 3) || (cur_pos == 4)) {if (schedule.day > 0) {schedule.day--;}} else if ((cur_pos == 5) || (cur_pos == 6)) {if (schedule.hour > 0) {schedule.hour--;}} else if ((cur_pos == 7) || (cur_pos == 8)) {if (schedule.miunte > 0) {schedule.miunte--;}}if ((schedule.day > 30) && ((schedule.month == 4) || // 各个月份天数修正(schedule.month == 6) ||(schedule.month == 9) ||(schedule.month == 11))) {schedule.day = 30;} else if ((schedule.day > 29) && (schedule.month == 2)) {schedule.day = 29;}break;}case KEY_ENTER: { // 移动游标cur_pos++; if (cur_pos > SCHEDULE_CUR_POS_MAX) {cur_pos = 1;}break;}case KEY_TRANS: { // 切换日程状态if (cur_pos == 9) {if (schedule.state == SCHEDULE_OFF) {schedule.state = SCHEDULE_ON;} else {schedule.state = SCHEDULE_OFF;}}break;}case KEY_FUN:case KEY_BACK: schedule_deinit(); break; // 退出日程设置default: break;}
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_display
* 函数功能 : 日程显示
* 输 入 : void
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_display(void) // 日程显示
{lcd1602_write_cmd(LCD1602_DISPLAY_CONTROL); // 关闭光标和闪烁lcd1602_set_pos(0, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.month);lcd1602_set_pos(3, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.day);lcd1602_set_pos(6, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.hour);lcd1602_set_pos(9, 0);lcd1602_write_num(2, schedule.miunte);lcd1602_set_pos(13, 0);if (schedule.state == SCHEDULE_ON) {lcd1602_write_str(" on");} else {lcd1602_write_str("off");}if (cur_pos == 1) { // 指定光标位置lcd1602_set_pos(0, 0);} else if (cur_pos == 2) {lcd1602_set_pos(1, 0);} else if (cur_pos == 3) {lcd1602_set_pos(3, 0);} else if (cur_pos == 4) {lcd1602_set_pos(4, 0);} else if (cur_pos == 5) {lcd1602_set_pos(6, 0);} else if (cur_pos == 6) {lcd1602_set_pos(7, 0);} else if (cur_pos == 7) {lcd1602_set_pos(9, 0);} else if (cur_pos == 8) {lcd1602_set_pos(10, 0);} else if (cur_pos == 9) {if (schedule.state == SCHEDULE_ON) {lcd1602_set_pos(14, 0);} else {lcd1602_set_pos(13, 0);}}lcd1602_write_cmd(0x08 | // 显示光标并闪烁LCD1602_DISPLAY_ENABLE |LCD1602_CURSOR_ENABLE |LCD1602_CURSOR_TWINKLE);
}/*******************************************************************************
* 函 数 名 : schedule_close
* 函数功能 : 关闭日程
* 输 入 : void
* 输 出 : void
* 说 名 : none
*******************************************************************************/
void schedule_close(void) // 关闭日程
{schedule.state = SCHEDULE_OFF;
}
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