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使用或必須使用邊沿信號呢？邊沿信號我們又如何獲取呢？

如圖1，任何一個開關信號（或數字信號）都可以分解成4個狀態：①高電平 ②低電平 ③上升沿 ④下降沿。

圖1：開關信號

在PLC編程里，上升沿指令和下降沿指令可以直接調用；那么對于單片機的C語言編程，又如何實現邊沿信號的判斷呢？因為早期做過PLC編程的緣故，受PLC編程思路的影響，對C語言編程急需簡單而高效的邊沿函數，于是痛定思痛，編寫了以下上升沿函數和下降沿函數，使用方便、簡單暴力。

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上升沿函數

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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］）;

}

上升沿函數的邏輯原理是：

第一次進入函數：

①Old_Value從0→1；（此時New_Value［m］初始值為0）

②_PLS［m］ = Old_Value & （Old_Value ^ New_Value［m］）的運算結果為1（括號里異或運算為1）；

③New_Value［m］）= Old_Value被賦值為1；

④返回_PLS［m］值為1。

第二次及以后進入函數：

①New_Value［m］保持為1（因為被定義了static類型，第二次調用不會被清0）；

②_PLS［m］ = Old_Value & （Old_Value ^ New_Value［m］）的運算結果為0（括號里異或運算為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，運算結果為0，返回值也為0；

所以上升沿函數只在變量0→1變化時返回值為1。

另外形參m的取值范圍是0~99，是為了區分不同Old_Value的實參，如果不同的實參用相同的m值（比如0），則該函數返回值會發生混亂；具體應用下面會附上實例。

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下降沿函數

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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］）;

}

下降沿函數的原理與上升沿函數完全一樣，只需把Old_Value值取反即可。

應用實例講解：

①以下為按鍵短按長按計數為例（單片機使用的是STM32F103系列的）。

if（Flag_1ms） //在1ms掃描周期內

{

Flag_1ms = 0;

if（SW1_IN == 0） //SW1按鍵長按，參數碼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按鍵長按計數間隔50ms

if（i == 50） //取經驗值50

{

i = 0;

Cnt_Code++;

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

}

}

if（SW2_IN == 0） //SW2按鍵長按，參數碼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按鍵長按計數間隔50ms

if（i == 50） //取經驗值50

{

i = 0;

Cnt_Code--;

if（Cnt_Code == 0） Cnt_Code = 100;

}

}

}

是不是發現了一個bug，本人沒有做按鍵的消抖處理，別急，用邊沿函數處理開關信號完全不需要消抖處理，是不是很簡單省事！

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

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

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

邏輯同上，但注意括號（SW2_IN，1）內不是0，而是1，是為了避免與前一個下降沿函數在調用時有沖突。

②電池過壓保護程序

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

{

Flag_OVP = 1; //過壓標志置位

}

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

{

Flag_OVP = 0; //過壓標志復位

}

上面代碼的上升沿函數Posedge（Battery_Voltage 》 14 ，0） 中判斷語句的假值→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和下降沿函數最為普遍的用法，運用熟練后，可以自由發揮，另外，以上變量的數據類型我都定義為u8（unsigned char），因為我的STM32的標準庫里沒有布爾類型（bool）的定義，我也一直沒使用過布爾類型。變量定義如下：

u8 i; //按鈕長按間隔計數

u8 Cnt_Code;//參數碼

u8 Flag_OVP;//過壓標志

u8 Flag_1ms;//1ms標志

要點：

①上升沿函數和下降沿函數的返回值都為1，且在當前掃描周期內有效，下一個周期就變為0了，所以可以理解為其輸出了一個脈沖；

②按鍵消抖的常用方法是延時判斷，其實用邊沿函數處理開關信號完全不用消抖，直接調用即可；如果主函數有實時性要求較高的掃描程序存在，延時函數的弊病就出來了，ta會嚴重影響掃描周期。

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

原文標題：C語言中實現邊沿函數算法及應用，這是拋棄PLC留下的痛！

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責任編輯：haq