什么情况下我们才会使用边沿信号？

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

那么什么情况下我们才会使用或必须使用边沿信号呢？边沿信号我们又如何获取呢？

如图1，任何一个开关信号（或数字信号）都可以分解成4个状态：①高电平 ②低电平 ③上升沿 ④下降沿。

图1：开关信号

在PLC编程里，上升沿指令和下降沿指令可以直接调用；那么对于单片机的C语言编程，又如何实现边沿信号的判断呢？因为早期做过PLC编程的缘故，受PLC编程思路的影响，对C语言编程急需简单而高效的边沿函数，于是痛定思痛，编写了以下上升沿函数和下降沿函数，使用方便、简单暴力。

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上升沿函数

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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］）;

}

上升沿函数的逻辑原理是：

第一次进入函数：

①Old_Value从0→1；（此时New_Value［m］初始值为0）

②_PLS［m］ = Old_Value & （Old_Value ^ New_Value［m］）的运算结果为1（括号里异或运算为1）；

③New_Value［m］）= Old_Value被赋值为1；

④返回_PLS［m］值为1。

第二次及以后进入函数：

①New_Value［m］保持为1（因为被定义了static类型，第二次调用不会被清0）；

②_PLS［m］ = Old_Value & （Old_Value ^ New_Value［m］）的运算结果为0（括号里异或运算为0）；

③New_Value［m］）= Old_Value仍然被赋值为1；

④返回_PLS［m］值为0。

⑤Old_Value从1→0，运算结果为0，返回值也为0；

所以上升沿函数只在变量0→1变化时返回值为1。

另外形参m的取值范围是0~99，是为了区分不同Old_Value的实参，如果不同的实参用相同的m值（比如0），则该函数返回值会发生混乱；具体应用下面会附上实例。

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下降沿函数

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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］）;

}

下降沿函数的原理与上升沿函数完全一样，只需把Old_Value值取反即可。

应用实例讲解：

①以下为按键短按长按计数为例（单片机使用的是STM32F103系列的）。

if（Flag_1ms） //在1ms扫描周期内

{

Flag_1ms = 0;

if（SW1_IN == 0） //SW1按键长按，参数码Cnt_Code以50ms间隔递增

{

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

i++; //以下为SW2按键长按计数间隔50ms

if（i == 50） //取经验值50

{

i = 0;

Cnt_Code++;

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

}

}

if（SW2_IN == 0） //SW2按键长按，参数码Cnt_Code以50ms间隔递减

{

if（Negedge（SW2_IN，1） == 1） Cnt_Code--; //SW1按键短按，Cnt_Code只减1

i++; //以下为SW2按键长按计数间隔50ms

if（i == 50） //取经验值50

{

i = 0;

Cnt_Code--;

if（Cnt_Code == 0） Cnt_Code = 100;

}

}

}

是不是发现了一个bug，本人没有做按键的消抖处理，别急，用边沿函数处理开关信号完全不需要消抖处理，是不是很简单省事！

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

上面代码表示SW1按键按下时，函数Negedge（SW1_IN，0）返回值为1，if条件语句判断为真，在1ms周期内Cnt_Code加1；

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

逻辑同上，但注意括号（SW2_IN，1）内不是0，而是1，是为了避免与前一个下降沿函数在调用时有冲突。

②电池过压保护程序

if（Posedge（Battery_Voltage 》 14 ，0） == 1）//电池电压大于14V

{

Flag_OVP = 1; //过压标志置位

}

if（Posedge（Battery_Voltage 《 14 ，1） == 1）//电池电压小于14V

{

Flag_OVP = 0; //过压标志复位

}

上面代码的上升沿函数Posedge（Battery_Voltage 》 14 ，0） 中判断语句的假值→真值也可以作为上升沿来使用，是不是很妙。

以上的两种用法只是上升沿函数和下降沿函数最为普遍的用法，运用熟练后，可以自由发挥，另外，以上变量的数据类型我都定义为u8（unsigned char），因为我的STM32的标准库里没有布尔类型（bool）的定义，我也一直没使用过布尔类型。变量定义如下：

u8 i; //按钮长按间隔计数

u8 Cnt_Code;//参数码

u8 Flag_OVP;//过压标志

u8 Flag_1ms;//1ms标志

要点：

①上升沿函数和下降沿函数的返回值都为1，且在当前扫描周期内有效，下一个周期就变为0了，所以可以理解为其输出了一个脉冲；

②按键消抖的常用方法是延时判断，其实用边沿函数处理开关信号完全不用消抖，直接调用即可；如果主函数有实时性要求较高的扫描程序存在，延时函数的弊病就出来了，ta会严重影响扫描周期。

③用于只需要执行一次的指令（非保持），如加一减一、移位、交换、存储，以及一个变量受制于多个条件等，如果不用上升沿或者下降沿，那么代码在每个周期都会被执行一次，于是就不能达到理想效果；

原文标题：C语言中实现边沿函数算法及应用，这是抛弃PLC留下的痛！

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责任编辑：haq