学习目标

1. 理解自定义码表
2. 数码管驱动封装
3. 掌握数字走马灯实现

   学习内容

   驱动封装

   根据前面的内容可以将代码进行封装，封装后作为一个独立的整体出现： ```c

   ifndef NIXIE_H

   define NIXIE_H

include “config.h”

define NIXIE_DI P44 // 数据输入

define NIXIE_SCK P42 // 移位寄存器

define NIXIE_RCK P43 // 锁存寄存器

define NIXIE_PIN_INIT() { P4M0 &= ~0x1c; P4M1 &= ~0x1c; }

void NIXIE_init();

// u8 a_dat = 0x12; // 0001 0010 字母位 // u8 b_idx = 0x1F; // 0001 1111 数字位 void NIXIE_show(u8 a_dat, u8 b_idx);

// num对应数字在数组里的位置（索引） // id 显示在指定位置(0 -> 7) void NIXIE_display(u8 num, u8 id);

endif

- 定义 `NIXIE_init()` 函数，负责对GPIO相关的初始化
- 定义 `NIXIE_display()`函数负责显示
```c
#include "NIXIE.h"
#include "Delay.h"
#define GET_BIT_VAL(byte, pos)    (byte & (1 << pos))
//#define NOP_TIME() NOP40()    // 用于看logic分析仪
#define NOP_TIME() NOP2()
// 锁存操作 - 多行宏定义
#define RCK_ACTION()         \
        NIXIE_RCK = 0;        \
        NOP_TIME();            \
        NIXIE_RCK = 1;        \
        NOP_TIME();
void NIXIE_init(){
    NIXIE_PIN_INIT();
}
static void NIXIE_out(u8 dat){
        char i;
        // 8bit，先发出去的会作为高位
        for(i = 7; i >= 0; i--){            
            NIXIE_DI = GET_BIT_VAL(dat, i);
            // 寄存器的移位操作
            NIXIE_SCK = 0;
            NOP_TIME(); // 休眠一会儿
            NIXIE_SCK = 1;
            NOP_TIME(); // 休眠一会儿
        }
}
// 每次可以显示多个，但是内容都是一样的a_dat
//         u8 a_dat = 0x12;    // 0001 0010    字母位
//        u8 b_idx = 0x1F;    // 0001 1111    数字位
void NIXIE_show(u8 a_dat, u8 b_idx){
        // 显示 7.
        // 0111 1000
        // 先发字母位 (控制显示的内容)    // 0点亮
        // 8bit，先发出去的会作为高位
        NIXIE_out(a_dat);
        // 0,1,2,3....7
        // 再发数字位 （控制显示哪几个） // 只要不是0，就是高电平
        // 1111 1011
        // 7.7.空7. 7.7.7.7.  -------------------与二级制是反向
        // 8bit，先发出去的会作为高位
        NIXIE_out(b_idx);
        // 锁存操作
        RCK_ACTION();
}

以上为Nixie.h的实现，也是对之前代码的封装处理。

#include "Config.h"
#include "NIXIE.h"
#include "Delay.h"
int main() {
    u8 a_dat = 0xF8;    // 0001 0010    字母位
    u8 b_idx = 0xFB;    // 0001 1111    数字位
    NIXIE_init();
    // NIXIE_show写到循环外边即可
    NIXIE_show(a_dat, b_idx);
    while(1) {
    }
}

以上为 main.c中使用我们封装的驱动。以上代码就会很简洁。

封装的一些疑问

封装的特点

封装是面向对象程序设计中的一个重要概念，它将数据和行为封装在一起，形成一个独立的单元。下面是封装的特点：

1. 数据隐藏：封装可以隐藏数据，只对外界公开必要的接口，从而保证数据的安全性和可靠性。
2. 接口统一：封装可以将数据和行为组织在一起，形成一个类或对象，通过统一的接口对外提供服务，便于使用和管理。
3. 信息隐藏：封装可以隐藏实现细节，只对外界公开必要的信息，从而降低了程序的复杂度和耦合度，提高了程序的可维护性和可扩展性。
4. 可重用性：封装可以将数据和行为封装成一个独立的单元，便于复用和重复利用，提高了程序的开发效率和代码的可重用性。
5. 封装和继承相结合：封装和继承是面向对象程序设计中的两个重要概念，它们相互配合，可以构建出更加复杂、灵活和可扩展的程序。

总之，封装是面向对象程序设计的核心思想之一，它可以提高程序的可靠性、安全性、可维护性和可扩展性，是程序设计中不可或缺的重要概念。

当前设计问题

接口设计：定义初始化(Nixie_init)，和具体功能(Nixie_display)，初始化和芯片开发板设计相关，功能的定义和业务相关。
初始化问题：为什么不用库函数？首先是可以使用库函数的。观察使用库函数和不是库函数的区别。一个初始化写在头文件，一个写在c文件。c文件是实现，做到抛开平台相关是最好的方案，也就是换了芯片平台，实现不动，通过改变头中的配置，就可以做到移植。（当然，理想状态是这样的，还得看实现复杂度。目标明确，尽量做到这个，为移植提供最少变化方案，这个是共识）

自定义码表

// 索引对应表格参见：
// https://www.yuque.com/icheima/stc8h/kmz2mllvxs1uvdfy#lLhhp
u8 code LED_TABLE[] = 
{
    // 0     1     2    -> 9    (索引012...9)
    0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,
    // 0  1. 2. -> 9.    (索引10,11,12....19)
    0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,
    // . -                        (索引20,21)
    0x7F, 0xBF,
    // AbCdEFHJLPqU        (索引22,23,24....33)
    0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0x89,0xF1,0xC7,0x8C,0x98,0xC1
};
// 每次只显示一个
//     \arg num 对应数字在数组里的位置（索引）
//  \arg id 显示在指定位置(0 -> 7)
void NIXIE_display(u8 num, u8 id){
    u8 a_dat = LED_TABLE[num];    // 0001 0010    字母位
    u8 b_idx = 1 << id;                    // 0010 0000    数字位 5
    NIXIE_show(a_dat, b_idx);
}

• index在没有封装前，一个bit表示一个灯。封装后表示灯的下标。这样设计符合人的思考习惯，函数就是让人调得舒服
• dat在没有封装前，是自己来总结灯的开灭，封装后表示自己定义的字符，通过下标访问。这样简化操作。还是为了调用舒服。

数字走马灯实现

#include "Config.h"
#include "NIXIE.h"
#include "Delay.h"
int main() {
    u8 i;
    // u8 a_dat = 0xF8;    // 0001 0010    字母位
    // u8 b_idx = 0xFB;    // 0001 1111    数字位
    NIXIE_init();
    // NIXIE_show写到循环外边即可
    // NIXIE_show(a_dat, b_idx);
    while(1) {        
        // 1000 / (2 * 8) = 62.5帧/秒
        // 走马灯
        for(i = 0; i < 8; i++) {
            NIXIE_display(i + 1, i);
            delay_ms(100);
        }
    }
}

• 调整帧率来控制显示，达到走马灯的效果

  扩展知识

  
  原理图中，大部分引脚我们已经知道了，但是还有些引脚功能不清楚。

• RESET： 10号引脚。

• OUTPUT_ENABLE: 13号引脚。

以上是芯片手册的管脚定义。

• 10号引脚：SCLR，移位寄存器清零端。
• 13号引脚：G，输出使能端。

以上是手册中的真值表。
我们的原理图中 10号引脚(SCLR)为 VCC 高电平，13号引脚(G)为GND 低电平。对照以上表，我们进行观察。

1. 如果有需求，我们可以控制SCLR引脚进行寄存器的清理，当然需要开发板中进行引脚设计。
2. G引脚我们设置为GND（即低电平），如果配置为高电平，则不再亮灯输出。

   串行输入并行输出

   其实我们的 74hc595就是串行输入数据，然后并行输出信号的芯片。

   并行输入串行输出

   其实也有种需求，模拟信号需要变为二进制数据，那这种就需要并行输入串行输出。和74hc595正好相反。
   目前常见的芯片有74HC165。协议解析方式按照芯片手册来，通常和74hc595相反。

练习题

1. 实现走马灯效果
2. 通过串口控制显示
3. 通过独立按键进行数码管显示控制