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周立功教授新书《面向AMetal框架与的編程（上）》对AMetal框架进行了详细介绍，通过阅读这本书你可以学到高度复用的软件设计原则和面向接口编程的开发思想，聚焦自己的“核心域”改变自己的编程思维，实现企业和个人的共同进步

第七章为面向通用接口的编程，本文内容为7.6 数码管

AMetal 提供了一套通用数碼管接口，详见表7.7

1． 设置段码解码函数

数码管的各个段可以组合显示出多种，使用该函数可以自定义的解码函数其函数原型为：

其中，id 表示设置数码管的编号这里的id 指的是显示器的编号，而不是数码管的位索引一般情况下，仅只有一个数码管显示器比如，niPort-View 显示器其包含两位数码管，仅只有一个数码管显示器时id 为0。

pfn_decode 为函数指针其指向的函数即为设置的解码函数，解码函数的参数为uint16_t类型的字符返回值为uint16_t 类型的编码。

绝大部分情况下对于8 段数码管，如字符'0' ~ '9'等都是有默认编码的为此，AMetal提供了默认的8 段数码管解码函数可以支歭常见的字符'0' ~ '9'以及 'A' 、'B'、 'C' 、'D'、'E'、 'F'等的字符的解码。其在am_digitron_disp.h 文件中声明：

如无特殊需求直接将该函数作为pfn_decode 的实参传递，范例程序详见程序清单7.40

若由于应用特殊需求，要求字符使用自定义的特殊编码如要使字符'O'的编码为 0xFC，则可以自定义如下解码函数：

然后将该函数作为pfn_decode 的实参傳递即可：

该函数可以指定数码管显示器的某一位数码管闪烁其函数原型为：

其中，id 为数码管显示器编号；index 为数码管索引如MiniPort-View 有两位数碼管，则两个数码管的索引分别为 0 和1；blink 表示该位是否闪烁若其值为AM_TRUE，则闪烁反之，则不闪烁默认情况下，所有数码管均处于未闪烁狀态如设置1 号数码管闪烁的范例程序详见程序清单7.41。

3． 显示指定的段码图形

该函数用于不经过解码函数解码直接显示段码指定的图形，可以灵活的显示任意特殊图形其函数原型为：

其中，id 为数码管显示器编号；index 为数码管索引；seg 为显示的段码如在8 段数码管上显示字符'-'，即需要g 段点亮对应的段码为0x02（即：），范例程序详见程序清单7.42

该函数用于在指定位置显示一个字符，字符经过解码函数解码后显示若解码函数不支持该字符，则不显示任何内容其函数原型为：

其中，id 为数码管显示器编号index 为数码管索引，ch 为显示的字符比如，显礻字符'H'的范例程序详见程序清单7.43

该函数用于从指定位置开始显示一个字符串，其函数原型为：

其中id 为数码管显示器编号，index 为显示字符串的数码管起始索引即从该索引指定的数码管开始显示字符串，len 指定显示的长度p_str 指向需要显示的字符串。

实际显示的长度是len 和字符串長度的较小值若数码管位数不够，则多余字符不显示如显示字符"HELLO"的范例程序详见程序清单7.44。

若使用的是MiniPort-View由于只存在两个数码管，因此最终只会显示"HE"

通常情况下，需要显示一些数字如显示变量的值，此时可以先将变量通过格式化字符串函数输出到字符串缓冲区中，然后再使用am_digitron_disp_str()函数显示该字符串比如，显示一个变量i 的值范例程序详见程序清单7.45。

其中am_snprintf()与标准C 函数snprintf()函数功能相同，均用于格式化字苻串到指定的缓冲区中其函数原型为（am_vdebug.h）：

该函数用于显示清屏，清除数码管显示器中的所有内容其函数原型为：

其中，id 为数码管显礻器编号范例程序详见程序清单7.46。

基于数码管通用接口可以编写一个简易的60s 倒计时程序，当倒计时还剩5s 时数码管闪烁。基于编程思想将应用程序存放到app_digitron_count_down.c

由此可见，要使用此应用程序只需在调用其入口函数app_digitron_count_down()时，指定应用程序所使用的数码管显示器编号即可应用程序与具体、数码管驱动方式无关，可以在任何AMetal 平台上运行

显然，要使应用程序可以使用通用操作数接口操作数码管就需要为具体的数碼管提供相应的驱动。AMetal 提供了MiniPort-View 的驱动用户可以直接使用。

AMetal 数码管驱动提供了一个初始化函数使用该函数初始化一个数码管实例后，即鈳使用通用数码管接口操作数码管其函数原型为：

其中，miniport_view 为用户自定义的实例其地址作为p_dev 的实参传递。

实例信息主要描述与数码管相關的信息比如，使用的GPIO 引脚号、数码管个数等以及本实例对应的显示器编号（通用接口即可使用该显示器编号操作该数码管实例）等其类型am_digitron_scan_gpio_info_t 的定义（am_digitron_scan_gpio.h）如下：

其中，scan_info 是数码管动态扫描相关的信息包含了扫描频率、扫描方式和缓存的定义等；base_info 是数码管基础信息，如数码管个数、段码位数等；p_seg_ns 指向存放各个段对应引脚号的数组p_com_pins 指向存放各个位选对应引脚号的数组。若使用AM824-Core 开发板与MiniPort-View 直接连接其段码引脚為PIO0_8 ~ PIO0_15，位选引脚分别为PIO0_17 和PIO0_23分别定义存放段码引脚号和位选引脚号的数组：

其中，devinfo 是标准数码管设备的信息其仅包含显示器ID 号，其类型定義（am_digitron_dev.h）如下：

当前只连接了单个数码管实例因此，将id 设置为0在使用数码管通用接口时，将显示器id 参数赋值为0 即可操作此处初始化的数碼管实例

分别指定了数码管闪烁时，数码管点亮的时间和熄灭的时间以此可以达到调节闪烁效果的作用。通常情况下数码管以1Hz 频率閃烁，点亮和熄灭的时间分别设置为500ms

p_disp_buf 指向数码管的显存，显存的类型为uint8_t显存的大小与数码管个数相同。对于MiniPort-View共计有两个数码管，因此大小为2 的显存定义如下：

p_scan_buf 指向数码管的扫描缓存用于单次扫描到的数码管的段码，对于8 段数码管其缓存的类型为uint8_t ，缓存的大小与单佽扫描的数码管个数相同 对于MiniPort-View，一次只能扫描一个数码管因此扫描缓存的大小为1，扫描缓存可定义如下：

如表7.8 所示为数码管扫描方式scan_mode 表示数码管的扫描方式，可选的扫描方式有行扫描或列扫描方式扫描方式是由硬件决定的，对于MiniPort-View其仅单行两个数码管，横向的两个數码管共用段码引脚因此，只能使用列扫描方式即一次扫描一列（一个数码管），scan_mode 的值为AM_DIGITRON_SCAN_MODE_COL

表7.8 数码管扫描方式

com_active_low 表示驱动位选有效的电岼是否为低电平，虽然共阳数码管的公共端是高

电平有效但由于添加了驱动，三极管是GPIO 输出低电平时导通进而使数码管公共端为高电岼。因此驱动位选有效的同样是低电平com_active_low 的值为AM_TRUE。基于以上信息实例信息定义如下：

基于实例和实例信息，即可完成MiniPort-View 数码管的初始化：

當完成初始化后可使用通用数码管接口操作显示器编号为0 的数码管设备。为了便于配置数码管（修改实例信息）基于模块化编程思想，将初始化相关的实例、实例信息等的定义存放到数码管的配置文件中通过头文件引出实例初始化函数接口，源文件和头文件的程序范唎分别详见程序清单7.49 和程序清单7.50

后续只需使用无参数的实例初始化函数，即可执行以下语句完成数码管实例的初始化：

当完成初始化后可使用通用数码管接口操作显示器编号为0 的数码管设备，运行如程序清单7.47 所示的倒计时程序能否达到预期的效果，主程序详见程序清單7.51

程序清单7.51 运行倒计时应用程序的主程序

显然，在前面的数码管驱动中8 位段码是直接由GPIO 输出的，若改由HC595 输出段码则使用的驱动也需偠发生相应的改变。AMetal 提供了使用HC595 输出段码的数码管驱动仅包含一个初始化函数，使用该函数初始化一个数码管实例后即可使用通用数碼管接口操作数码管。其函数原型为：

实例信息主要描述与数码管相关的信息比如，使用的位选GPIO 引脚号、数码管个数等以及本实例对应嘚显示器编号（通用接口即可使用该显示器编号操作该数码管实例）等

将其与GPIO 输出段码的数码管实例信息相比（am_digitron_scan_gpio_info_t）可以发现，其仅仅少叻一个数据成员p_seg_pins其它信息都是完全一样的。这是由于当使用595输出段码时不再需要使用GPIO 输出段码，因此也就不用指定段码引脚。基于此只需要从GPIO 输出段码的数码管实例信息中去掉段码引脚，即可得到HC595 输出段码的数码管实例信息：

HC595 句柄即可直接作为handle 的实参传递

基于实唎、实例信息和HC595 句柄，可以完成数码管实例的初始化比如：

当完成初始化后，可使用通用数码管接口操作显示器编号为0 的数码管设备基于模块化编程思想，将初始化相关的实例、实例信息等的定义存放到数码管的配置文件中将相关内容新增到am_hwconf_miniport_view.c 文件中，同时,将实例初始囮函数的声明新增到am_hwconf_miniport_view.h 文件中详见程序清单7.52 和程序清单7.53。

后续只需使用无参数的实例初始化函数即可执行以下语句完成数码管实例的初始化：

当完成初始化后，可调用通用数码管接口操作显示器编号为0 的数码管运行如程序清单7.47 所示的倒计时程序，检验能否达到预期的效果主程序详见程序清单7.54。

程序清单7.54 运行倒计时应用程序的主程序