什么情況下我們才會(huì)使用邊沿信號(hào)？

很多從事PLC編程的朋友都知道，不管是什么品牌的PLC，都有上升沿和下降沿指令。

那么什么情況下我們才會(huì)使用或必須使用邊沿信號(hào)呢？邊沿信號(hào)我們又如何獲取呢？

如圖1，任何一個(gè)開關(guān)信號(hào)（或數(shù)字信號(hào)）都可以分解成4個(gè)狀態(tài)：①高電平 ②低電平 ③上升沿 ④下降沿。

圖1：開關(guān)信號(hào)

在PLC編程里，上升沿指令和下降沿指令可以直接調(diào)用；那么對(duì)于單片機(jī)的C語(yǔ)言編程，又如何實(shí)現(xiàn)邊沿信號(hào)的判斷呢？因?yàn)樵缙谧鲞^PLC編程的緣故，受PLC編程思路的影響，對(duì)C語(yǔ)言編程急需簡(jiǎn)單而高效的邊沿函數(shù)，于是痛定思痛，編寫了以下上升沿函數(shù)和下降沿函數(shù)，使用方便、簡(jiǎn)單暴力。

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上升沿函數(shù)

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u8 Posedge（u8 Old_Value，u8 m）

{

static u8 New_Value［100］;

u8 _PLS［100］;

_PLS［m］ = Old_Value & （Old_Value ^ New_Value［m］）;

New_Value［m］ = Old_Value;

return（_PLS［m］）;

}

上升沿函數(shù)的邏輯原理是：

第一次進(jìn)入函數(shù)：

①Old_Value從0→1；（此時(shí)New_Value［m］初始值為0）

②_PLS［m］ = Old_Value & （Old_Value ^ New_Value［m］）的運(yùn)算結(jié)果為1（括號(hào)里異或運(yùn)算為1）；

③New_Value［m］）= Old_Value被賦值為1；

④返回_PLS［m］值為1。

第二次及以后進(jìn)入函數(shù)：

①New_Value［m］保持為1（因?yàn)楸欢x了static類型，第二次調(diào)用不會(huì)被清0）；

②_PLS［m］ = Old_Value & （Old_Value ^ New_Value［m］）的運(yùn)算結(jié)果為0（括號(hào)里異或運(yùn)算為0）；

③New_Value［m］）= Old_Value仍然被賦值為1；

④返回_PLS［m］值為0。

⑤Old_Value從1→0，運(yùn)算結(jié)果為0，返回值也為0；

所以上升沿函數(shù)只在變量0→1變化時(shí)返回值為1。

另外形參m的取值范圍是0~99，是為了區(qū)分不同Old_Value的實(shí)參，如果不同的實(shí)參用相同的m值（比如0），則該函數(shù)返回值會(huì)發(fā)生混亂；具體應(yīng)用下面會(huì)附上實(shí)例。

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下降沿函數(shù)

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u8 Negedge（u8 Old_Value，u8 m）

{

static u8 New_Value［100］;

u8 _PLF［100］;

_PLF［m］ = ~Old_Value & （~Old_Value ^ New_Value［m］）;

New_Value［m］ = ~Old_Value;

return（_PLF［m］）;

}

下降沿函數(shù)的原理與上升沿函數(shù)完全一樣，只需把Old_Value值取反即可。

應(yīng)用實(shí)例講解：

①以下為按鍵短按長(zhǎng)按計(jì)數(shù)為例（單片機(jī)使用的是STM32F103系列的）。

if（Flag_1ms） //在1ms掃描周期內(nèi)

{

Flag_1ms = 0;

if（SW1_IN == 0） //SW1按鍵長(zhǎng)按，參數(shù)碼Cnt_Code以50ms間隔遞增

{

if（Negedge（SW1_IN，0） == 1） Cnt_Code++; //SW1按鍵短按，Cnt_Code只加1

i++; //以下為SW2按鍵長(zhǎng)按計(jì)數(shù)間隔50ms

if（i == 50） //取經(jīng)驗(yàn)值50

{

i = 0;

Cnt_Code++;

if（Cnt_Code == 101） Cnt_Code = 0; //Cnt_Code值范圍1--100

}

}

if（SW2_IN == 0） //SW2按鍵長(zhǎng)按，參數(shù)碼Cnt_Code以50ms間隔遞減

{

if（Negedge（SW2_IN，1） == 1） Cnt_Code--; //SW1按鍵短按，Cnt_Code只減1

i++; //以下為SW2按鍵長(zhǎng)按計(jì)數(shù)間隔50ms

if（i == 50） //取經(jīng)驗(yàn)值50

{

i = 0;

Cnt_Code--;

if（Cnt_Code == 0） Cnt_Code = 100;

}

}

}

是不是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)bug，本人沒有做按鍵的消抖處理，別急，用邊沿函數(shù)處理開關(guān)信號(hào)完全不需要消抖處理，是不是很簡(jiǎn)單省事！

if（Negedge（SW1_IN，0） == 1） Cnt_Code++;

上面代碼表示SW1按鍵按下時(shí)，函數(shù)Negedge（SW1_IN，0）返回值為1，if條件語(yǔ)句判斷為真，在1ms周期內(nèi)Cnt_Code加1；

if（Negedge（SW2_IN，1） == 1） Cnt_Code--;

邏輯同上，但注意括號(hào)（SW2_IN，1）內(nèi)不是0，而是1，是為了避免與前一個(gè)下降沿函數(shù)在調(diào)用時(shí)有沖突。

②電池過壓保護(hù)程序

if（Posedge（Battery_Voltage 》 14 ，0） == 1）//電池電壓大于14V

{

Flag_OVP = 1; //過壓標(biāo)志置位

}

if（Posedge（Battery_Voltage 《 14 ，1） == 1）//電池電壓小于14V

{

Flag_OVP = 0; //過壓標(biāo)志復(fù)位

}

上面代碼的上升沿函數(shù)Posedge（Battery_Voltage 》 14 ，0） 中判斷語(yǔ)句的假值→真值也可以作為上升沿來使用，是不是很妙。

以上的兩種用法只是上升沿函數(shù)和下降沿函數(shù)最為普遍的用法，運(yùn)用熟練后，可以自由發(fā)揮，另外，以上變量的數(shù)據(jù)類型我都定義為u8（unsigned char），因?yàn)槲业腟TM32的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里沒有布爾類型（bool）的定義，我也一直沒使用過布爾類型。變量定義如下：

u8 i; //按鈕長(zhǎng)按間隔計(jì)數(shù)

u8 Cnt_Code;//參數(shù)碼

u8 Flag_OVP;//過壓標(biāo)志

u8 Flag_1ms;//1ms標(biāo)志

要點(diǎn)：

①上升沿函數(shù)和下降沿函數(shù)的返回值都為1，且在當(dāng)前掃描周期內(nèi)有效，下一個(gè)周期就變?yōu)?了，所以可以理解為其輸出了一個(gè)脈沖；

②按鍵消抖的常用方法是延時(shí)判斷，其實(shí)用邊沿函數(shù)處理開關(guān)信號(hào)完全不用消抖，直接調(diào)用即可；如果主函數(shù)有實(shí)時(shí)性要求較高的掃描程序存在，延時(shí)函數(shù)的弊病就出來了，ta會(huì)嚴(yán)重影響掃描周期。

③用于只需要執(zhí)行一次的指令（非保持），如加一減一、移位、交換、存儲(chǔ)，以及一個(gè)變量受制于多個(gè)條件等，如果不用上升沿或者下降沿，那么代碼在每個(gè)周期都會(huì)被執(zhí)行一次，于是就不能達(dá)到理想效果；

原文標(biāo)題：C語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)邊沿函數(shù)算法及應(yīng)用，這是拋棄PLC留下的痛！

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