Day03 循环&case条件&函数&中断控制

本文介绍了Shell脚本的基础结构,包括循环结构(for循环、while循环)、case条件判断、函数定义与调用以及中断和退出命令等内容。通过具体示例展示了如何在实际脚本中运用这些结构。

一、循环结构

1.1 for循环

1.1.1 格式

for 变量名 in 值列表(常量、变量、命令结果)
do
命令序列
done

1.1.2 seq 1 2 10[变量]

按行输出从1开始,以2为间隔,到10结尾的n个数字。如果没给开始或者间隔的数字,默认间隔为1。在实战中,由于seq可加变量,这样使用比{x..y}格式更灵活
seq 1 2 10
1
3
5
7
9

1.1.3 seq -f "%02g" 1 20

% 后面指定数字的位数 默认是"%g", "%3g"那么数字位数不足部分是空格

1.2 while循环

1.2.1 格式

while 条件测试#测试结果为真则执行循环,为假则跳出循环
do
命令序列
done

1.2.2 死循环标准格式

while :
do
命令序列
done
注意!不要轻易用死循环,因为死循环对cpu的占用非常厉害。如果必须要用,务必在命令序列中加上退出条件,以及增加sleep命令

二、 case条件判断

2.1 格式

case 变量值 in
值1)
命令序列1;;
值2)
命令序列2;;
值3)
命令序列3;;
......
*)
默认命令序列
esac

阉割版的if,有其独到的用法,但是也有局限。比如只能匹配固定的字符,无法判断是文件还是目录等

三、函数

3.1 概念

将一些需要重复使用的操作,定义为公共的语句块,就称之为函数

3.2 定义格式

函数名(){
命令序列
...
}
或者
function函数名{
命令序列
...
}

3.3 echo -e "\033[32;1mOK\033[0m"

\033是定义颜色,32m是绿色,0m是黑色
3是字体颜色。4是背景。x是样式
代码 颜色
0 黑
1 红
2 绿
3 黄
4 深蓝
5 紫
6 淡蓝
7 白
8 绿
9 草绿

3.4 函数调用

脚本内输入函数名即调用函数

3.5 函数传值

函数名 位置变量1 位置变量2

四、中断及退出

4.1 break

跳出当前循环体,执行循环体后面的语句

4.2 continue

中断本次循环,即跳过循环体内的语句,重新判断条件以决定是否需要执行下一次循环

4.3 exit

退出当前脚本,返回值为0



本文转自 goldwinner 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/355665/2071161,如需转载请自行联系原作者

#include "sys.h" #include "delay.h" #include "usart.h" #include "lcd.h" #include "rtc.h" #include "exti.h" #include "key.h" #include "beep.h" #include "adc.h" #include "math.h" #include "alarm.h" // 包含闹钟功能的头文件 #include <string.h> //===================== 宏定义部分 ===================== // 时钟指针长度定义(像素) #define SECOND_HAND_LENGTH 100 // 秒针长度 #define MINUTE_HAND_LENGTH 75 // 分针长度 #define HOUR_HAND_LENGTH 50 // 时针长度 // 圆周率定义 #ifndef PI #define PI 3.14159265358979323846 #endif #define UART_BUF_SIZE 32 // 增大缓冲区大小 //===================== 全局变量部分 ===================== u8 alarmSetting; // 当前设置的闹钟编号(1-3) u8 alarmSettingMode; // 闹钟设置模式(0-设置小时,1-设置分钟) u8 alarmBeepCount; // 闹钟蜂鸣器计数(用于控制蜂鸣频率) // 串口接收相关变量 u8 uart_buf[UART_BUF_SIZE]; // 串口接收缓冲区(最多存储10字节) u8 uart_len = 0; // 接收数据长度 u8 uart_receive_finish = 0; // 接收完成标志 // 系统状态变量 u8 set; // 未明确使用的标志位 int sign; // 整点报时标志 int choice=0; // 菜单选择项索引 int th,tm,ts; // 时分秒(用于绘制时钟) int dy,dm,dd; // 年月日 int w; // 星期 //===================== 函数声明部分 ===================== u8 calculate_weekday(int year, int month, int day); //===================== 函数定义部分 ===================== /** * @brief 计算星期几(蔡勒公式) * @param year 年份(0-99) * @param month 月份(1-12)++ * @param day 日期(1-31) * @return 星期几(1-7,1表示星期一) */ u8 calculate_weekday(int year, int month, int day) { // 所有变量声明放在函数开头 int c, y, w; if (month < 3) { month += 12; year--; } c = year / 100; y = year % 100; w = c / 4 - 2 * c + y + y / 4 + (13 * (month + 1)) / 5 + day - 1; w = (w % 7 + 7) % 7; // 转换为0-6(0表示星期日) return w + 1; // 转换为1-7(1表示星期一) } /** * @brief 解析串口命令并执行相应操作 * @param cmd 命令缓冲区指针 */ void parse_command(u8 *cmd) { switch(cmd[0]) { // 设置系统时间命令(格式:Hxx:yy) case 'H': { int hour, minute; if(sscanf((char*)&cmd[1], "%d:%d", &hour, &minute) == 2) { if(hour >= 0 && hour < 24 && minute >= 0 && minute < 60) { RTC_Set_Time(hour, minute, 0, RTC_H12_AM); printf("Time set to: %02d:%02d:00\r\n", hour, minute); } else { printf("Invalid time! Range: 00:00-23:59\r\n"); } } else { printf("Invalid format! Use Hxx:yy (e.g., H14:30)\r\n"); } break; } // 设置闹钟时间命令(格式:AxxxHH:MM) case 'A': { int alarm_idx, hour, minute; if(sscanf((char*)&cmd[1], "%d%d:%d", &alarm_idx, &hour, &minute) == 3) { if(alarm_idx >= 1 && alarm_idx <= MAX_ALARMS && hour >= 0 && hour < 24 && minute >= 0 && minute < 60) { alarms[alarm_idx-1].hour = hour; alarms[alarm_idx-1].minute = minute; printf("Alarm %d set to: %02d:%02d\r\n", alarm_idx, hour, minute); } else { printf("Invalid alarm or time! Alarm: 1-%d, Time: 00:00-23:59\r\n", MAX_ALARMS); } } else { printf("Invalid format! Use AxxxHH:MM (e.g., A108:30)\r\n"); } break; } // 启用闹钟命令(格式:Exxx) case 'E': { int alarm_idx; if(sscanf((char*)&cmd[1], "%d", &alarm_idx) == 1) { if(alarm_idx >= 1 && alarm_idx <= MAX_ALARMS) { alarms[alarm_idx-1].enable = 1; printf("Alarm %d enabled\r\n", alarm_idx); } else { printf("Invalid alarm! Range: 1-%d\r\n", MAX_ALARMS); } } else { printf("Invalid format! Use Exxx (e.g., E1)\r\n"); } break; } // 禁用闹钟命令(格式:Dxxx) case 'D': { int alarm_idx; if(sscanf((char*)&cmd[1], "%d", &alarm_idx) == 1) { if(alarm_idx >= 1 && alarm_idx <= MAX_ALARMS) { alarms[alarm_idx-1].enable = 0; alarms[alarm_idx-1].alarmState = 0; printf("Alarm %d disabled\r\n", alarm_idx); } else { printf("Invalid alarm! Range: 1-%d\r\n", MAX_ALARMS); } } else { printf("Invalid format! Use Dxxx (e.g., D1)\r\n"); } break; } // 设置日期命令(格式:Yyy-mm-dd) case 'Y': { int year, month, day; u8 max_day; u8 week; const u8 month_days[13] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; //printf("Received Y command: %s\r\n", cmd); // 尝试解析两种格式:Yyy-mm-dd 或 YYYYY-mm-dd if(sscanf((char*)&cmd[1], "%d-%d-%d", &year, &month, &day) == 3) { // 如果解析出的年份是四位数(如2025),转换为两位数(如25) if(year >= 2000) year -= 2000; if(year < 0 || year > 99) { printf("Invalid year! Range: 00-99\r\n"); break; } if(month < 1 || month > 12) { printf("Invalid month! Range: 01-12\r\n"); break; } max_day = month_days[month]; if(month == 2) { if((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) { max_day = 29; } } if(day < 1 || day > max_day) { printf("Invalid day! Max day for %02d is %d\r\n", month, max_day); break; } week = calculate_weekday(year, month, day); RTC_Set_Date(year, month, day, week); dy = year; dm = month; dd = day; w = week; printf("Date set to: 20%02d-%02d-%02d, Week: %d\r\n", year, month, day, week); } else { printf("sscanf failed, cmd[1]: %s\r\n", &cmd[1]); printf("Invalid format! Use Yyy-mm-dd (e.g., Y25-06-20)\r\n"); } break; } // 未知命令处理 default: printf("Unknown command: %s\r\n", cmd); printf("Supported commands:\r\n"); printf("Hxx:yy - Set time (e.g., H14:30)\r\n"); printf("AxxxHH:MM - Set alarm (e.g., A1 08:30)\r\n"); printf("Exxx - Enable alarm (e.g., E1)\r\n"); printf("Dxxx - Disable alarm (e.g., D1)\r\n"); printf("Yyy-mm-dd - Set date (e.g., Y23-06-20)\r\n"); break; } } /** * @brief 绘制时钟指针 * @param hour 小时 * @param minute 分钟 * @param second 秒 */ void draw_clock_hands(int hour, int minute, int second) { // 计算指针角度(弧度制) // 注意:0度对应12点方向,顺时针为正方向 float second_angle = (second * 6.0) * PI / 180.0; // 秒针:每秒6度 float minute_angle = (minute * 6.0 + second * 0.1) * PI / 180.0; // 分针:每分钟6度,每秒0.1度 float hour_angle = ((hour % 12) * 30.0 + minute * 0.5) * PI / 180.0; // 时针:每小时30度,每分钟0.5度 // 计算指针端点坐标(中心点为(240, 180)) // 注意:LCD坐标Y轴向下为正,需要取反以正确显示 int sec_x = 240 + SECOND_HAND_LENGTH * sin(second_angle); int sec_y = 180 - SECOND_HAND_LENGTH * cos(second_angle); int min_x = 240 + MINUTE_HAND_LENGTH * sin(minute_angle); int min_y = 180 - MINUTE_HAND_LENGTH * cos(minute_angle); int hour_x = 240 + HOUR_HAND_LENGTH * sin(hour_angle); int hour_y = 180 - HOUR_HAND_LENGTH * cos(hour_angle); // 绘制指针(时针黑色、分针蓝色、秒针红色) POINT_COLOR = BLACK; // 设置时针颜色为黑色 LCD_DrawLine(240, 180, hour_x, hour_y); // 绘制时针 POINT_COLOR = BLUE; // 设置分针颜色为蓝色 LCD_DrawLine(240, 180, min_x, min_y); // 绘制分针 POINT_COLOR = RED; // 设置秒针颜色为红色 LCD_DrawLine(240, 180, sec_x, sec_y); // 绘制秒针 } /** * @brief 主函数 */ int main(void) { RTC_TimeTypeDef RTC_TimeStruct; // RTC时间结构体 RTC_DateTypeDef RTC_DateStruct; // RTC日期结构体 short temp; u8 tbuf[40]; // 临时字符串缓冲区 u16 t=0; // 计时变量 int i; // 循环变量 // 系统初始化 set=0; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 配置系统中断优先级分组2 delay_init(168); // 初始化延时函数 uart_init(115200); // 初始化串口,波特率115200 LCD_Init(); // 初始化LCD My_RTC_Init(); // 初始化RTC(实时时钟) EXTIX_Init(); // 初始化外部中断 BEEP_Init(); // 初始化蜂鸣器 Adc_Init(); // 初始化温度采集ADC RTC_Set_WakeUp(RTC_WakeUpClock_CK_SPRE_16bits,0); // 配置WAKE UP中断,1秒中断一次 BEEP=0; // 蜂鸣器初始状态关闭 // 闹钟初始化 for(i=0; i<MAX_ALARMS; i++){ alarms[i].enable = 0; // 禁用所有闹钟 alarms[i].hour = 7; // 默认闹钟时间为7:00 alarms[i].minute = 0; alarms[i].alarmState = 0; // 闹钟状态初始化为未触发 } alarmSetting = 0; alarmSettingMode = 0; alarmBeepCount = 0; // 初始化LCD显示 POINT_COLOR=BLACK; // 恢复字体颜色为黑色 // 绘制时钟背景 LCD_DrawRectangle(90, 30, 390, 330); // 绘制外框 LCD_DrawRectangle(120, 60, 360, 300); // 绘制内框 // 定义时钟绘制参数 #define SIDE_LENGTH 300 // 时钟边长 #define MARGIN 10 // 边距 // =========绘制时钟刻度(1-12小时标记) LCD_ShowString(235, 30+MARGIN, 10, 16, 16, "12"); // 12点 LCD_ShowString(390-MARGIN-16, 180, 5, 16, 16, "3"); // 3点 LCD_ShowString(240, 330-MARGIN-16, 5, 16, 16, "6"); // 6点 LCD_ShowString(90+MARGIN, 180, 5, 16, 16, "9"); // 9点 LCD_ShowString(315, 30+MARGIN, 5, 16, 16, "1"); // 1点 LCD_ShowString(390-MARGIN-16, 105, 5, 16, 16, "2"); // 2点 LCD_ShowString(390-MARGIN-16, 255, 5, 16, 16, "4"); // 4点 LCD_ShowString(315, 330-MARGIN-16, 5, 16, 16, "5"); // 5点 LCD_ShowString(165, 330-MARGIN-16, 5, 16, 16, "7"); // 7点 LCD_ShowString(90+MARGIN, 255, 5, 16, 16, "8"); // 8点 LCD_ShowString(90+MARGIN, 105, 10, 16, 16, "10"); // 10点 LCD_ShowString(165, 30+MARGIN, 10, 16, 16, "11"); // 11点 //--------------------串口操作提示 LCD_ShowString(160, 600, 600, 16, 16, "SetTime: H18:00"); LCD_ShowString(160, 620, 600, 16, 16, "SetDate: Y2025-06-20"); // 使用Y前缀 LCD_ShowString(160, 640, 600, 16, 16, "SetAlarm: A1 08:00"); LCD_ShowString(160, 660, 600, 16, 16, "Enable/Disable: E1/D1"); //============主循环 while(1) { t++; if((t%10)==0) // 每100ms刷新一次显示(t++一次为10ms,10次为100ms) { // ======刷新时钟指针 POINT_COLOR=BLACK; LCD_Fill(125, 65, 355, 295, WHITE); // 清除指针区域 draw_clock_hands(th, tm, ts); // 绘制时钟指针 // ======显示时间和日期 RTC_GetTime(RTC_Format_BIN,&RTC_TimeStruct); // 读取RTC时间 RTC_GetDate(RTC_Format_BIN, &RTC_DateStruct); // 读取RTC日期 th=RTC_TimeStruct.RTC_Hours; tm=RTC_TimeStruct.RTC_Minutes; ts=RTC_TimeStruct.RTC_Seconds; dy=RTC_DateStruct.RTC_Year; dm=RTC_DateStruct.RTC_Month; dd=RTC_DateStruct.RTC_Date; w=RTC_DateStruct.RTC_WeekDay; POINT_COLOR=BLUE; sprintf((char*)tbuf,"20%02d-%02d-%02d",RTC_DateStruct.RTC_Year,RTC_DateStruct.RTC_Month,RTC_DateStruct.RTC_Date); LCD_ShowString(160, 340, 200, 24, 24, tbuf); // 显示日期 //=======显示周 switch(RTC_DateStruct.RTC_WeekDay) { case 1: LCD_ShowString(160, 370, 200, 24, 24, "Monday "); break; case 2: LCD_ShowString(160, 370, 200, 24, 24, "Tuesday "); break; case 3: LCD_ShowString(160, 370, 200, 24, 24, "Wednesday"); break; case 4: LCD_ShowString(160, 370, 200, 24, 24, "Thursday "); break; case 5: LCD_ShowString(160, 370, 200, 24, 24, "Friday "); break; case 6: LCD_ShowString(160, 370, 200, 24, 24, "Saturday "); break; case 7: LCD_ShowString(160, 370, 200, 24, 24, "Sunday "); break; } sprintf((char*)tbuf,"%02d:%02d:%02d",RTC_TimeStruct.RTC_Hours,RTC_TimeStruct.RTC_Minutes,RTC_TimeStruct.RTC_Seconds); LCD_ShowString(160, 400, 200, 24, 24, tbuf); // 显示时间 //======== 整点报时功能 if(RTC_TimeStruct.RTC_Minutes==0&&RTC_TimeStruct.RTC_Seconds==0){sign=1;} if(RTC_TimeStruct.RTC_Minutes==0&&RTC_TimeStruct.RTC_Seconds==10){sign=10;} if(sign==1){BEEP=!BEEP;delay_ms(20);BEEP=!BEEP;}//整点时蜂鸣器短鸣一次 // =============读取并显示温度 temp = Get_Temprate(); //获取内部温度传感器温度值 sprintf((char*)tbuf,"Temperature: %.2fC",(float)temp/100); //显示温度 LCD_ShowString(160, 430, 200, 24 , 24 , tbuf); } // =============闹钟状态显示处理 for(i=0; i<MAX_ALARMS; i++){ char alarmBuf[40]; u16 textColor = BLUE; // 默认显示颜色为蓝色 // 构建闹钟状态显示字符串 if(alarms[i].enable){ if(alarms[i].alarmState == 1){ // 闹钟触发中 sprintf(alarmBuf, "Alarm%d: %02d:%02d ON ", i+1, alarms[i].hour, alarms[i].minute); textColor = RED; // 触发中的闹钟显示为红色 } else { sprintf(alarmBuf, "Alarm%d: %02d:%02d ON ", i+1, alarms[i].hour, alarms[i].minute); } } else { sprintf(alarmBuf, "Alarm%d: %02d:%02d OFF", i+1, alarms[i].hour, alarms[i].minute); } // 在LCD上显示闹钟状态 POINT_COLOR = textColor; LCD_ShowString(160, 460 + i*30, 200, 24, 24, (u8*)alarmBuf); } // ======闹钟触发检测 if(alarms[0].enable && th == alarms[0].hour && tm == alarms[0].minute && alarms[0].alarmState == 0){ alarms[0].alarmState = 1; alarmBeepCount = 0; BEEP = 1; // 启动蜂鸣器 } if(alarms[1].enable && th == alarms[1].hour && tm == alarms[1].minute && alarms[1].alarmState == 0){ alarms[1].alarmState = 1; alarmBeepCount = 0; BEEP = 1; // 启动蜂鸣器 } if(alarms[2].enable && th == alarms[2].hour && tm == alarms[2].minute && alarms[2].alarmState == 0){ alarms[2].alarmState = 1; alarmBeepCount = 0; BEEP = 1; // 启动蜂鸣器 } // 蜂鸣器控制(闹钟触发时) if(alarms[0].alarmState == 1 || alarms[1].alarmState == 1 || alarms[2].alarmState == 1){ alarmBeepCount++; // 每500ms切换蜂鸣器状态(20次*10ms=200ms) if(alarmBeepCount % 20 == 0){ BEEP = !BEEP; } // 10秒后自动停止蜂鸣(200次*10ms=2000ms=2秒) if(alarmBeepCount >= 200){ for(i=0; i<MAX_ALARMS; i++){ if(alarms[i].alarmState == 1){ alarms[i].alarmState = 2; } } BEEP = 0; // 确保蜂鸣器停止 } } // ===============选择菜单栏显示 switch(choice){ case 0: LCD_ShowString(160,560,200,24,24," "); break; // 时分设置 case 1: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetHour "); break; // 设置小时 case 2: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetMinute "); break; //年月日周设置 case 3: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetYear "); break; // 设置年份 case 4: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetMonth "); break; // 修正拼写错误:Mounth -> Month case 5: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetDay "); break; // 设置日期 // 闹钟1设置 case 6: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetAlarm1 Hour "); break; case 7: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetAlarm1 Minute "); break; case 8: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"Enable Alarm1 "); break; // 闹钟2设置 case 9: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetAlarm2 Hour "); break; case 10: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetAlarm2 Minute "); break; case 11: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"Enable Alarm2 "); break; // 闹钟3设置 case 12: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetAlarm3 Hour "); break; case 13: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"SetAlarm3 Minute "); break; case 14: LCD_ShowString(160,560,200,24,24,"Enable Alarm3 "); break; } // =============处理串口命令 if(uart_receive_finish) { uart_receive_finish = 0; parse_command(uart_buf); // 解析并执行串口命令 } } }详细解释一下
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<think>我们正在分析一个基于STM32的嵌入式C程序,该程序实现了实时时钟(RTC)、闹钟管理、LCD显示、温度采集以及串口通信等功能。我们将逐步解析代码结构和功能。###1.头文件包含```c#include"sys.h"#include"delay.h"#include"usart.h"#include"lcd.h"#include"rtc.h"#include"exti.h"#include"key.h"#include"beep.h"#include"adc.h"#include"math.h"#include"alarm.h"//包含闹钟功能的头文件#include<string.h>```这些头文件分别对应不同的功能模块:-`sys.h`:系统级配置(如时钟设置)-`delay.h`:延时函数-`usart.h`:串口通信-`lcd.h`:LCD显示驱动-`rtc.h`:实时时钟-`exti.h`:外部中断-`key.h`:按键扫描-`beep.h`:蜂鸣器控制-`adc.h`:模数转换(用于温度采集)-`math.h`:数学函数(用于时钟指针计算)-`alarm.h`:闹钟功能定义-`<string.h>`:字符串操作###2.宏定义```c//时钟指针长度定义(像素)#defineSECOND_HAND_LENGTH100//秒针长度#defineMINUTE_HAND_LENGTH75//分针长度#defineHOUR_HAND_LENGTH50//时针长度//圆周率定义#ifndefPI#definePI3.14159265358979323846#endif#defineUART_BUF_SIZE32//增大缓冲区大小```这些宏定义了时钟指针的长度(用于LCD绘制)和串口接收缓冲区大小。###3.全局变量```cu8alarmSetting;//当前设置的闹钟编号(1-3)u8alarmSettingMode;//闹钟设置模式(0-设置小时,1-设置分钟)u8alarmBeepCount;//闹钟蜂鸣器计数(用于控制蜂鸣频率)//串口接收相关变量u8uart_buf[UART_BUF_SIZE];//串口接收缓冲区(最多存储32字节)u8uart_len=0;//接收数据长度u8uart_receive_finish=0;//接收完成标志//系统状态变量u8set;//未明确使用的标志位intsign;//整点报时标志intchoice=0;//菜单选择项索引intth,tm,ts;//时分秒(用于绘制时钟)intdy,dm,dd;//年月日intw;//星期```全局变量用于存储系统状态,包括闹钟设置状态、串口接收状态、菜单选择以及时间和日期信息。###4.函数声明```cu8calculate_weekday(intyear,intmonth,intday);```声明了计算星期几的函数(蔡勒公式)。###5.函数定义####5.1计算星期几(蔡勒公式)```cu8calculate_weekday(intyear,intmonth,intday){intc,y,w;if(month<3){month+=12;year--;}c=year/100;y=year%100;w=c/4-2*c+y+y/4+(13*(month+1))/5+day-1;w=(w%7+7)%7;//转换为0-6(0表示星期日)returnw+1;//转换为1-7(1表示星期一)}```该函数根据年月日计算星期几,返回1-7分别对应周一到周日。####5.2解析串口命令```cvoidparse_command(u8*cmd){switch(cmd[0]){//设置系统时间命令(格式:Hxx:yy)case'H':...break;//设置闹钟时间命令(格式:AxxxHH:MM)case'A':...break;//启用闹钟命令(格式:Exxx)case'E':...break;//禁用闹钟命令(格式:Dxxx)case'D':...break;//设置日期命令(格式:Yyy-mm-dd)case'Y':...break;//未知命令处理default:...break;}}```该函数解析串口接收到的命令并执行相应操作,支持设置时间、闹钟、日期等。####5.3绘制时钟指针```cvoiddraw_clock_hands(inthour,intminute,intsecond){//计算指针角度(弧度制)floatsecond_angle=...;floatminute_angle=...;floathour_angle=...;//计算指针端点坐标(中心点为(240,180))intsec_x=...;intsec_y=...;...//绘制指针(时针黑色、分针蓝色、秒针红色)POINT_COLOR=BLACK;LCD_DrawLine(240,180,hour_x,hour_y);...}```该函数根据当前时间计算时钟指针的位置并在LCD上绘制。###6.主函数`main()`####6.1初始化```cintmain(void){RTC_TimeTypeDefRTC_TimeStruct;//RTC时间结构体RTC_DateTypeDefRTC_DateStruct;//RTC日期结构体...//系统初始化set=0;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//配置系统中断优先级分组2delay_init(168);//初始化延时函数uart_init(115200);//初始化串口,波特率115200LCD_Init();//初始化LCDMy_RTC_Init();//初始化RTC(实时时钟)EXTIX_Init();//初始化外部中断BEEP_Init();//初始化蜂鸣器Adc_Init();//初始化温度采集ADCRTC_Set_WakeUp(RTC_WakeUpClock_CK_SPRE_16bits,0);//配置WAKEUP中断,1秒中断一次BEEP=0;//蜂鸣器初始状态关闭//闹钟初始化for(i=0;i<MAX_ALARMS;i++){alarms[i].enable=0;//禁用所有闹钟alarms[i].hour=7;//默认闹钟时间为7:00alarms[i].minute=0;alarms[i].alarmState=0;//闹钟状态初始化为未触发}...}```初始化包括硬件外设(串口、LCD、RTC、外部中断、蜂鸣器、ADC)和闹钟状态。####6.2LCD初始界面绘制```c//绘制时钟背景LCD_DrawRectangle(90,30,390,330);//绘制外框LCD_DrawRectangle(120,60,360,300);//绘制内框//绘制时钟刻度(1-12小时标记)LCD_ShowString(235,30+MARGIN,10,16,16,"12");//12点...//串口操作提示LCD_ShowString(160,600,600,16,16,"SetTime:H18:00");...```在LCD上绘制时钟的静态部分(表盘、刻度)和操作提示。####6.3主循环```cwhile(1){t++;if((t%10)==0)//每100ms刷新一次显示(t++一次为10ms,10次为100ms){//刷新时钟指针...//显示时间和日期...//整点报时功能...//读取并显示温度...}//闹钟状态显示处理for(i=0;i<MAX_ALARMS;i++){...//显示闹钟状态(红色表示触发中)}//闹钟触发检测if(alarms[i].enable&&当前时间匹配&&闹钟未触发){触发闹钟(启动蜂鸣器,设置状态)}//蜂鸣器控制(闹钟触发时)if(有闹钟触发){控制蜂鸣器鸣叫(每500ms切换状态)10秒后自动停止蜂鸣}//选择菜单栏显示(根据choice变量显示不同菜单项)switch(choice){...}//处理串口命令if(uart_receive_finish){uart_receive_finish=0;parse_command(uart_buf);//解析并执行串口命令}}}```主循环主要完成以下任务:-**周期性刷新显示**(100ms周期):更新时钟指针、时间日期显示、温度显示。-**整点报时**:当分钟和秒都为0时,蜂鸣器短鸣一次。-**闹钟管理**:-检查闹钟触发条件(时间匹配且使能)-触发后蜂鸣器以0.5Hz频率鸣叫10秒-LCD上以红色显示触发中的闹钟-**菜单显示**:根据`choice`变量显示当前菜单项。-**串口命令处理**:当收到完整命令时解析执行。###7.关键功能总结1.**RTC实时时钟**:提供精确时间,支持设置和读取。2.**闹钟管理**:最多3个闹钟,可独立设置时间、启用/禁用。3.**LCD显示**:-模拟时钟(带指针)-数字时间、日期、星期-温度显示-闹钟状态-菜单提示4.**温度采集**:通过ADC读取内部温度传感器值。5.**整点报时**:每小时开始时蜂鸣器短鸣。6.**串口控制**:支持通过串口设置时间、日期和闹钟。7.**蜂鸣器控制**:用于闹钟提醒和整点报时。###代码结构特点-**模块化设计**:各功能通过独立头文件封装。-**全局状态管理**:使用全局变量维护系统状态。-**事件驱动**:主循环通过轮询方式处理各类事件(显示刷新、闹钟检查、串口命令)。-**低功耗设计**:RTC的WAKEUP中断用于唤醒(未在循环中体现具体休眠代码)。###相关问题1.如何优化RTC时钟精度(如温度补偿)?STM32的RTC可以通过校准寄存器(RTC_CALIB)进行补偿[^1]。2.串口命令解析如何防止缓冲区溢出?本代码使用固定大小缓冲区(32字节)并检查接收长度,但未实现动态内存管理或流控制。3.不同STM32系列在闹钟实现上有哪些具体差异?F1系列需手动重置闹钟,而F4/G4系列支持单次设置重复触发[^2]。4.如何通过闹钟唤醒STM32的待机模式?配置RTC闹钟后,进入待机模式前调用`PWR_EnterSTANDBYMode()`,闹钟中断可唤醒[^3]。5.LCD显示模块如何实现低功耗刷新?可减少刷新频率,或使用局部刷新(仅更新变化区域)[^1]。[^1]:基于STM32的数字闹钟系统的设计实现[^2]:149-基于stm32单片机电子时钟闹钟温湿度LCD1602显示Proteus仿真+源程序[^3]:STM32参考手册(RM0008)</think>以下是对您提供的基于STM32嵌入式系统代码的详细解析,涵盖RTC时钟、LCD显示、串口通信和闹钟功能四大核心模块: ### 一、系统架构解析 ```mermaid graph TD A[主函数main] --> B[硬件初始化] B --> C[主循环] C --> D[显示刷新] C --> E[闹钟检测] C --> F[串口处理] D --> G[时钟绘制] E --> H[蜂鸣器控制] F --> I[命令解析] ``` ### 二、核心功能模块详解 #### 1. RTC实时时钟模块 **功能**:提供精准的实时时间(年月日时分秒),主电源掉电时由备份电池维持运行 ```c // 初始化RTC My_RTC_Init(); // 包含时钟源选择/分频器配置 // 时间读取 RTC_GetTime(RTC_Format_BIN, &RTC_TimeStruct); RTC_GetDate(RTC_Format_BIN, &RTC_DateStruct); // 时间设置(通过串口命令) void RTC_Set_Time(int hour, int min, int sec, int am_pm); void RTC_Set_Date(int year, int month, int day, int weekday); ``` **关键特性**: - 使用异步/同步分频器校准精度 - 日期计算采用蔡勒公式 - 支持BCD和BIN两种格式[^1] #### 2. LCD显示模块 **三层显示架构**: ```c // 1. 时钟表盘(模拟式) LCD_DrawRectangle(90, 30, 390, 330); // 外框 draw_clock_hands(th, tm, ts); // 动态指针 // 2. 数字时间显示(数字式) sprintf(tbuf, "%02d:%02d:%02d", hour, min, sec); LCD_ShowString(160, 400, 200, 24, 24, tbuf); // 3. 闹钟状态区 for(i=0; i<MAX_ALARMS; i++) { sprintf(alarmBuf, "Alarm%d: %02d:%02d %s", i+1, alarms[i].hour, alarms[i].minute, alarms[i].enable ? "ON" : "OFF"); } ``` **刷新机制**: - 100ms刷新指针(通过`t%10`计时) - 1秒刷新数字时间 - 状态变化时立即刷新 #### 3. 闹钟管理系统 **数据结构**: ```c typedef struct { u8 enable; // 使能标志 u8 hour; // 小时 u8 minute; // 分钟 u8 alarmState; // 0=未触发,1=触发中,2=已完成 } Alarm; ``` **触发逻辑**: ```c if(alarms[i].enable && th == alarms[i].hour && tm == alarms[i].minute && alarms[i].alarmState == 0) { alarms[i].alarmState = 1; BEEP = 1; // 启动蜂鸣器 } ``` **蜂鸣控制**: ```c if(alarmBeepCount % 20 == 0) { // 每200ms切换状态 BEEP = !BEEP; // 产生滴答声 } if(alarmBeepCount >= 200) { // 10秒后停止 alarms[i].alarmState = 2; BEEP = 0; } ``` #### 4. 串口命令系统 **协议设计**: | 命令 | 格式 | 示例 | 功能 | |------|------------|-------------|--------------------| | H | Hxx:yy | H14:30 | 设置时间 | | A | AxxxHH:MM | A108:30 | 设置闹钟 | | E | Exxx | E1 | 启用闹钟 | | D | Dxxx | D1 | 禁用闹钟 | | Y | Yyy-mm-dd | Y23-06-20 | 设置日期 | **解析引擎**: ```c void parse_command(u8 *cmd) { switch(cmd[0]) { case 'H': sscanf((char*)&cmd[1], "%d:%d", &hour, &minute); case 'A': sscanf((char*)&cmd[1], "%d%d:%d", &alarm_idx, &hour, &minute); // ...其他命令 } } ``` ### 三、关键算法实现 #### 1. 时钟指针定位算法 $$ \begin{cases} \theta_{\text{sec}} = \frac{2\pi}{60} \times \text{second} \\ x_{\text{sec}} = 240 + 100 \sin(\theta_{\text{sec}}) \\ y_{\text{sec}} = 180 - 100 \cos(\theta_{\text{sec}}) \end{cases} $$ ```c // 代码实现 float second_angle = (second * 6.0) * PI / 180.0; int sec_x = 240 + SECOND_HAND_LENGTH * sin(second_angle); int sec_y = 180 - SECOND_HAND_LENGTH * cos(second_angle); ``` #### 2. 星期计算(蔡勒公式) $$ w = \left( \left\lfloor \frac{c}{4} \right\rfloor - 2c + y + \left\lfloor \frac{y}{4} \right\rfloor + \left\lfloor \frac{13(m+1)}{5} \right\rfloor + d - 1 \right) \mod 7 $$ ```c if (month < 3) { month += 12; year--; } c = year / 100; y = year % 100; w = (c/4 - 2*c + y + y/4 + (13*(month+1))/5 + day - 1) % 7; ``` ### 四、系统工作流程 ```mermaid sequenceDiagram participant 上电初始化 participant 主循环 participant RTC participant LCD participant 蜂鸣器 上电初始化->>RTC: My_RTC_Init() 上电初始化->>LCD: LCD_Init() 主循环->>RTC: 每100ms读取时间 RTC-->>主循环: 返回时分秒 主循环->>LCD: 刷新指针和数字显示 主循环->>闹钟检测: 比较当前时间闹钟设置 闹钟检测->>蜂鸣器: 触发时启动BEEP=1 蜂鸣器->>主循环: 每200ms切换状态 主循环->>串口: 检查接收缓冲区 串口-->>主循环: 命令到达时触发解析 ``` ### 五、设计亮点 1. **双模式时间显示**:模拟指针+数字显示复合界面 2. **多闹钟管理**:支持3组独立闹钟配置 3. **自动时控**:整点报时+闹钟超时自动关闭 4. **命令容错**:详细的串口错误反馈机制 5. **温度补偿**:ADC采集内部温度传感器数据 ### 相关问题 1. **如何优化RTC时钟精度**? 可通过校准寄存器补偿晶振误差,公式:$\text{Calibration} = 3300 \times (f_{\text{measured}} - f_{\text{ideal}})$[^1] 2. **串口如何防止缓冲区溢出**? ```c // 在USART中断服务函数中添加 if(uart_len < UART_BUF_SIZE-1) { uart_buf[uart_len++] = USART_ReceiveData(USART1); } ``` 3. **不同STM32系列的闹钟差异**? | 系列 | 闹钟特性 | |------|----------| | F1 | 需手动重置闹钟寄存器 | | F4 | 支持双闹钟+唤醒功能 | | G4 | 内置日历自动计算 | 4. **如何通过闹钟唤醒待机模式**? ```c PWR_EnterSTANDBYMode(); // 进入待机 // 配置RTC_Alarm_IRQHandler唤醒 ``` 5. **LCD低功耗刷新策略**? - 使用局部刷新`LCD_Fill()`替代全屏刷新 - 动态调整刷新率(激活时60Hz,待机时1Hz) - 启用LCD的节能模式[^2] [^1]: 基于STM32的数字闹钟系统的设计实现 [^2]: 149-基于stm32单片机电子时钟闹钟温湿度LCD1602显示Proteus仿真+源程序
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