【蓝桥杯嵌入式】蓝桥杯嵌入式第十二届省赛题，考点：模拟电压，串口通信，计时器

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目录

题目

硬件框图

功能描述

赛题分析

代码实现

LCD模块

中断（按键与计时）模块

按键模块

串口模块

题目

硬件框图

功能描述

基本功能

        1)测量竞赛板上电位器R37输出的模拟电压信号Vwa;，并通过LCD 实现数据的
实时显示。

        2)通过按键完成显示界面切换、参数设置等功能。

        3）支持通过串口进行参数设置的功能。

        4)通过LED指示灯完成状态指示功能。

        5)设计要求
                电压数据刷新时间:≤0.5秒。
                按键响应时间:≤0.1秒。
                根据试题要求设计合理的电压数据采样频率，并对ADC采样到的电压数据进行有效的数字滤波。

显示功能

        1)数据界面
                通过液晶屏显示三个数据项，包括:界面名称Data、电位器R37输出的电压值V和计时结果T，电压值保留小数点后2位有效数字。

        2)参数界面
                通过液晶屏显示三个数据项，包括界面名称Para、电压参数Vmax和Vmin。电压参数保留小数点后1位有效数字。

        显示说明·
                显示背景色(BackColor):黑色。

                显示前景色(TextColor):白色。

                请严格按照图示要求设计各个信息项的名称(区分字母大小写)和行列位置。

                计时结果以秒为单位，计时条件下数据实时刷新。

        计时说明
                1)当电位器R37的输出电压上升到Vmin时，开始计时，声到电压上升到Vmax结束计时。

                2)满足开始计时条件，计时时间重置为0秒，并以秒单位开始计时。

        如上图所示的电压变化曲线中，从t1时刻开始以秒为单位计时，直到t2时刻触发停止计时条件，停止计时;t3时刻重新触发计时（计时时间重置为0)，直到t4时刻停止计时。

         如上图所示的电压变化曲线中，从t1时刻开始以秒为单位计时，t2时刻再次触发计时条件，重置计时时间为0，直至t3时刻结束计时。

按键功能

        1) B1:界面切换按键．切换选择数据界面或参数界面。

        2) B2:每次按下B2按键，Vmax参数加0.1V，当参数加到3.3V，再次按下B2后返回0.0V。

        3) B3:每次按下B3按键，Vm参数加0.1V，当参数加到3.3V，再次按下B3后返回0.0V。

        4) 当设备从参数界面退出,返回数据界面时，自动判断当前设置的参数是否合理，如参数合理则使之生效，如不合理，则弃用本次设置的参数，使用进入参数界面前的原参数。

        备注:
                B2和B3按键仅在参数设置界面有效。
                要求Vmax ≥ Vmin + 1V.
                要求Vmax、Vmin可设置范围为0.0V-3.3V。

串口通信功能

        1)使用 STM32 USART2完成串口功能。

        2)通信波特率:9600bps。

        3)串口参数设置命令:“Vmax,Vmin”
                例如:“3.2,1.4”，将电压参数Vmax和Vmin分别设置为3.2V和1.4V。

                备注:示例中的双引号为字符串标识，非参数设置命令内容。

        4)如通过串口接收到的指令存在格式或逻辑错误，设备不执行该条命令。

LED指示灯功能

        1)LD1，若当前触发了计时功能，且计时尚未结束，LD1点亮，否则LD1熄灭。

        2)LD2，若通过按键设置的参数不合理，LD2点亮，直至下次设置了正确的参数后熄灭。

        3)LD3，若串口接收到格式错误指令或不满足参数合理性判断的要求时LD3点亮，直至下次接收到正确指令后熄灭。

初始状态说明
        1)上电后，默认处于数据界面。

        2)上电默认参数:

                Vmax: 3.0V

                Vmin: 1.0v

赛题分析

        实现看硬件框图，了解考点，本次赛题的考点除了老三样（LED，按键，LCD）以外，主要的考点就是模拟电压输入与串口通信了。

        再往下看，就能看到功能描述，就能知道本题大概方向了。主要是测量R37的模拟电压信号，然后串口有一些接收的功能要求。

        我们接着往下面看，来到LCD模块，其主要就是把每行每列的字母数值的位置确定。有需要实时显示的就要实时刷新。

        再往下的计时，就是本次考题比较核心的内容了，什么时候开始计时，什么时候结束，这两个是很好判断的，但是什么条件时是需要将计时重置为0，这个就需要注意一下了，有两种情况：第一，计时正常结束后，重新开始新一轮的计时；第二，计时开始后，未到计时结束，又重新开始计时。计时是实用中断来实现。

        按键与平常也有一些区别，就是在参数界面将参数调好之后，并不会立刻改变真实的参数值，而是需要先进性参数合理性判断，符合要求的参数变动才会保存，否则还是沿用未进行调整时的参数。

        串口模块也是用于参数设置，同样的，也需要对参数的合理性进行判断，不合理则不采用，合理则改变参数为串口接收到的数值。

        LED模块就是一些指示功能，穿插在其他模块中得以体现。

代码实现

LCD模块

        LCD模块就是将各个参数完全按照赛题上的规格来显示即可。

void disp_proc()
{if(view==0){char text[30];sprintf(text,"      Data   ");LCD_DisplayStringLine(Line0, (uint8_t *)text);sprintf(text," V:%.2fV",R37_v);LCD_DisplayStringLine(Line2, (uint8_t *)text);sprintf(text," T:%ds",times);LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text);		}else if(view==1){char text[30];sprintf(text,"      Para    ");LCD_DisplayStringLine(Line0, (uint8_t *)text);sprintf(text," Vmax:%.1fV     ",max_v);LCD_DisplayStringLine(Line2, (uint8_t *)text);sprintf(text," Vmin:%.1fV     ",min_v);LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text);}
}

中断（按键与计时）模块

        中断中，包含了本次赛题多个重点：R37模拟电压信号的获取，计时器计时，计时器何时开始计时，何时结束计时，何时重置计时器。外加一些LED的操作。

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(a++ >20){R37_v = getADC(&hadc2);if(R37_f < min_v && R37_v >= min_v){times = 0;flag_t = 1;TurnOn_LED(1);}else if(flag_t == 1 && R37_v < min_v){flag_t = 0;TurnOff_LED(1);}else if(flag_t == 1 && R37_v >= max_v){flag_t = 2;TurnOff_LED(1);}a = 0;R37_f = getADC(&hadc2);}if(flag_t == 1){if(s++ == 100){times++;s = 0;}}else if(flag_t == 2){flag_t = 0;}if(htim->Instance==TIM3){key[0].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);key[1].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);key[2].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2);key[3].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);for(int i = 0;i < 4; i++ ){switch (key[i].judge_sta){case 0:{if(key[i].key_sta==0) {key[i].judge_sta = 1;	//第一次判断是否按下key[i].key_time = 0;}}break;case 1:{if(key[i].key_sta==0)	//进入下一次定时器扫描，按键还是按下状态，那么就确认为按下，以此来消抖{key[i].judge_sta = 2;}elsekey[i].judge_sta = 0;}break;case 2:{				if(key[i].key_sta==1) 		//判断是否松手{if(key[i].key_time < 100){key[i].key_flag = 1;}key[i].judge_sta = 0;		}else{key[i].key_time++;if(key[i].key_time > 100)				//一次扫描10毫秒，100次1000毫秒，就是判断是否长按超过1000毫秒//未松手时,就会执行相应反应{key[i].long_flag = 1;}}}break;}}}
}

按键模块

        按键模块包括判断按键界面上调整参数是否合理的判断，判断后参数的改动。

void key_proc()
{if(key[0].key_flag == 1){if(view == 1){if(max_v < min_v + 0.99){max_v = max;min_v = min;TurnOn_LED(2);}else{TurnOff_LED(2);}}else if(view == 0){max = max_v;min = min_v;}view = !view;LCD_Clear(Black);key[0].key_flag = 0;}if(key[1].key_flag == 1){if(view == 1){max_v += 0.1;if(max_v > 3.3){max_v = 0;}}key[1].key_flag = 0;}if(key[2].key_flag == 1){if(view == 1){min_v += 0.1;if(max_v > 3.3){min_v = 0;}}key[2].key_flag = 0;}}

串口模块

        串口模块只用实现接收功能，接收并判断参数是否合理，合理就对参数进行改变，不合理参数就不做改变。

void uart_rx_proc()
{if(rx_pointer>0){if(rx_pointer==7)	//如果接收到的是7个字符{sscanf(rxdata,"%c.%c,%c.%c",&max_g,&max_x,&min_g,&min_x);	//将字符串拆分max_g1 = atoi(&max_g);max_x1 = atoi(&max_x);min_g1 = atoi(&min_g);min_x1 = atoi(&min_x);if(max_g1 + max_x1/10 >= min_g1 +min_x1/10 +1){max_v = max_g1 + max_x1/10;min_v = min_g1 +min_x1/10;TurnOff_LED(3);}else{TurnOn_LED(3);}}rx_pointer=0;memset(rxdata,0,30);}
}

        望本篇文章对你有所帮助，并在比赛中取得佳绩 👑