【蓝桥杯嵌入式】六、真题演练（二）-1研究篇：第 13 届真题-第二部分

 温馨提示：

        真题演练分为模拟篇和研究篇。本专栏的主要作用是记录我的备赛过程，我打算先自己做一遍，把遇到的问题和不同之处记录到演练篇，然后再返回来仔细研究一下，找到最佳的解题方法记录到研究篇。题目在：https://pan.quark.cn/s/fc121e80dbff

本文可能不会重复之前提到的内容，如需查看，请参考附录

【蓝桥杯嵌入式】附录

目录

演练时发现的问题

未解决的问题

题目分析与计划

设计规范 

浏览题目

详细阅读与分析

整体流程设计

一、外设配置与代码框分析

二、软件配置

按照分析配置外设：

TIM

三、程序功能实现

主循环代码

各个按键功能代码

功能函数代码

stm32g4xx_it.c中 代码

四、保存结果

演练时发现的问题

演练用时：4小时10分

完成度：“设备重新上电，能够从 E2PROM 相应地址中载入商品库存数量和价格。”功能未实现，原因是不会将char类型数据转换为其他类型数据。

  1.  串口
    1. 接收缓冲区的大小需要用sizeof()来确定，一般题目设置为定值即可。
    2. 发送一般需要加换行符，所以发送缓冲区的大小需要用strlen()来确定。
    3. 发送缓冲区要设置为一个有足够大小的确定的数组。

未解决的问题

题目要求初始化，又要求复位后可以从存储芯片中读取价格和库存，但是写入的是char类型的数据，所以数据类型转化是一个问题，之前没有考虑过读取各种数据的方法。需要专门学习一下。

普通的

题目分析与计划

设计规范 

       我自己设计的时候没有章法，从而设计的有点潦草，浪费了很多时间。设计的时候要冷静、全面、要遵守一个确定的顺序。

        现在我要确定一个章法，这是第一版，以后更新的版本请在附录中查看。

  1. 浏览一遍题目，有一个整体印象。
  2. 仔细读题目，综合考虑如何配置外设和实现功能。
    1. 确定需要的外设和功能。约定圆形为外设分析、三角型为功能分析，图形中的数字来区分不同的模块。
  3. 设计流程，主循环前做什么、主循环中做什么。
    1. 确定主循环前打开需要的外设
    2. 根据题目一步一步的设计流程，不要遗漏，字不要写的太大，而且要留有足够的空间用来修改。
      1. 流程包括一条主线任务，调用函数就是支线任务。
    3. 同时在另一张草稿纸上写下需要的变量，按照外设或题目中的信息命名，要有特征性和区分度。
  4. 这样设计下来最多1小时，按照设计配置外设和写程序最多2小时，检查和优化1小时，最多4个小时就完成了。

  5. 全局变量定义：

    经验规则：

    标志变量：uint8_t ，只取个位数或0，1

    与计算有关或者需要显示：uint32_t

    浮点型：float

浏览题目

得到的信息：①串口、②I2C和存储芯片、③KEY4个、④LED2个、⑤LCD3种界面、⑥PWM输出。

详细阅读与分析

硬件要求：

⑥PWM输出

PA1、频率为2k、占空比默认5%，可以调到30%

所以PCBTimer设置为100MHz，预分频系数设置为499，周期设置为99。

功能要求：

常用功能：4个按键的响应功能、LED控制功能

三角形1：更新库存功能

三角形2：更新价格功能

三角形3：LED2闪烁功能

三角形4：串口接收并反馈功能

需要的定时器的功能：

三角形1用到定时器：TIM6

三角形3用到定时器：TIM7

整体流程设计

自己写设计流程草稿的时候要按照自己的习惯简写，我这里是为了方便描述才写这么多的。

  • 启动PWM输出、串口接收、存储芯片相关的数据初始化。
  • 主循环中轮询检测按键
    • （支线）按键1的响应：按键B1按下一次就切换一种模式，设置标志位B1_key=1/2/3来区分模式；
  • 当B1_key=1时为SHOP模式；
  • 按下B2按键，X对应加1
  • 按下B3按键，Y对应加1
  • 按下B4按键，执行三角形1：更新库存功能
    • （支线）三角形1：更新库存功能
      • 如果有库存，就把LD1点亮标志LD1_f置1
      • PWM占空比改为30%，打开TIM6
        • TIM6：5s后关闭TIM6，LD1点亮标志LD1_f置0，PWM占空比改为5%
      • 判断库存是否改变，若改变就更新存储芯片的数据
      • 串口发送数据
      • SHOP_X、SHOP_Y的值清零

  • 当B1_key=2时为PRICE模式；
  • 按下B2按键，X对应加0.1
  • 按下B3按键，Y对应加0.1

  • 当B1_key=3时为REP模式；
  • 执行三角形2：更新价格功能
    • （支线）三角形2：更新价格功能
      • 判断价格是否改变，若改变就更新存储芯片的数据
  • 按下B2按键，X对应加1
  • 按下B3按键，Y对应加1

  • 其他支线
    • （支线）三角形3：LED2闪烁功能
      • 轮询检测，若REP_X和REP_Y都为0，而且LD2没有闪烁，就打开TIM7；否则关闭定时器。
        • TIM7：定时100ms，超时就改变LD2状态。
    • （支线）三角形4：串口接收并反馈功能
      • 中断服务函数中，判断指令是否为“？”，若是，则发送数据。

一、外设配置与代码框分析

LED：锁存器操作包装函数，直接在main.c实现

void LED_switch(uint16_t GPIO_Pin,GPIO_PinState PinState)
{HAL_GPIO_WritePin(LED_LE_GPIO_Port,LED_LE_Pin,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,LED1_Pin|LED2_Pin|LED3_Pin|LED4_Pin|LED5_Pin|LED6_Pin|LED7_Pin|LED8_Pin,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_Pin,PinState);HAL_GPIO_WritePin(LED_LE_GPIO_Port,LED_LE_Pin,GPIO_PIN_RESET);
}

KEY：扫描函数

按键扫描函数框架：所有的按键引发事件的操作都在这里实现

//按键1响应函数
void B1Fun()
{
}//按键2响应函数
void B2Fun()
{
}//按键3响应函数
void B3Fun()
{
}//按键4响应函数
void B4Fun()
{
}//按键扫描
void KeyScan()
{uint32_t keyDelay=50;if(HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin)==GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(keyDelay);if(HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin)==GPIO_PIN_RESET){B1Fun();}}if(HAL_GPIO_ReadPin(B2_GPIO_Port,B2_Pin)==GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(keyDelay);if(HAL_GPIO_ReadPin(B2_GPIO_Port,B2_Pin)==GPIO_PIN_RESET){B2Fun();}}if(HAL_GPIO_ReadPin(B3_GPIO_Port,B3_Pin)==GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(keyDelay);if(HAL_GPIO_ReadPin(B3_GPIO_Port,B3_Pin)==GPIO_PIN_RESET){B3Fun();}}if(HAL_GPIO_ReadPin(B4_GPIO_Port,B4_Pin)==GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(keyDelay);if(HAL_GPIO_ReadPin(B4_GPIO_Port,B4_Pin)==GPIO_PIN_RESET){B4Fun();}}
}

LCD：各种界面的设计，在主循环中实现

PWM输出：

  • 通过设置 Prescaler             来设置定时器频率 
  • 通过设置 Counter Period   来设置周期（计数值）
  • 通过设置 Pulse                   来设置占空比
  • 通过设置 CH Polarity         来设置极性
  • PWM波的频率设置计算公式：

预分频系数 = （APB1 Timer/PWM波的频率 ）-1；

周期 = 定时器频率/PWM波的频率

预分频系数 = （APB1 Timer/定时器频率 ）-1；

  • 根据题目确定配置，如果要配置%的占空比，周期就设置为100的倍数。然后根据题目和便于计算原则，设置预分频系数。
  • 在程序中修改预分频系数、周期、占空比的函数如下 
    __HAL_TIM_SET_COUNTER()    //设置计数值，即周期
__HAL_TIM_SET_PRESCALER()  //设置预分频系数
__HAL_TIM_SET_COMPARE(设备句柄地址,通道号,脉宽值);    //设置占空比

二、软件配置

参考附录的内容，建立名为“ ”的项目。

按照分析配置外设：

时钟配置：

​

 LED

KEY

PWM输出

TIM

TIM6

TIM7

生成项目文件后，打开MDK；

导入LCD和I2C驱动程序文件，编译。

三、程序功能实现

代码规则如下：

【蓝桥杯嵌入式】五、省赛一条龙（一）全部功能总结汇总-CSDN博客

主循环代码

int main(void)
{/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init */LCD_Init();LCD_SetBackColor(Black);LCD_SetTextColor(White);LCD_Clear(Black);/* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_DMA_Init();MX_TIM2_Init();MX_TIM6_Init();MX_TIM7_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */HAL_TIM_Base_Start(&htim2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rxBuf,1);while (1){KEYscan();LD2_fun();if(B1_key==1){LED_fun();LCD_DisplayStringLine(Line2,(uint8_t*)"        SHOP");sprintf(LCD_str,"     X:%d",SHOP_X);LCD_DisplayStringLine(Line4,(uint8_t*)LCD_str);sprintf(LCD_str,"     Y:%d",SHOP_Y);LCD_DisplayStringLine(Line5,(uint8_t*)LCD_str);}else if(B1_key==2){LED_fun();LCD_DisplayStringLine(Line2,(uint8_t*)"        PRICE");sprintf(LCD_str,"     X:%.1f",PRICE_X);LCD_DisplayStringLine(Line4,(uint8_t*)LCD_str);sprintf(LCD_str,"     Y:%.1f",PRICE_Y);LCD_DisplayStringLine(Line5,(uint8_t*)LCD_str);}else if(B1_key==3){LED_fun();LCD_DisplayStringLine(Line2,(uint8_t*)"        REP");sprintf(LCD_str,"     X:%d",REP_X);LCD_DisplayStringLine(Line4,(uint8_t*)LCD_str);sprintf(LCD_str,"     Y:%d",REP_Y);LCD_DisplayStringLine(Line5,(uint8_t*)LCD_str);}/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

各个按键功能代码

//按键响应功能
void B1_fun()
{B1_key++;LCD_Clear(Black);if(B1_key==3){changePRICE();}if(B1_key>3){B1_key=1;}
}void B2_fun()
{if(B1_key==1){SHOP_X++;if(SHOP_X>REP_X){LCD_Clear(Black);SHOP_X=0;}}else if(B1_key==2){PRICE_X+=0.1;if(PRICE_X>2.0)PRICE_X=1.0;}else if(B1_key==3)REP_X++;
}void B3_fun()
{if(B1_key==1){SHOP_Y++;if(SHOP_Y>REP_Y){LCD_Clear(Black);SHOP_Y=0;}}else if(B1_key==2){PRICE_Y+=0.1;if(PRICE_Y>2.0)PRICE_Y=1.0;}else if(B1_key==3)REP_Y++;
}void B4_fun()
{
//三角形1：更新库存功能if(B1_key==1){if(REP_X!=0||REP_Y!=0)LD1_f=1;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_2,29);HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);REP_X-=SHOP_X;REP_Y-=SHOP_Y;if(oldREP_X!=REP_X||oldREP_Y!=REP_Y){oldREP_X=REP_X;oldREP_Y=REP_Y;rem();SHOP_X=SHOP_X;SHOP_Y=SHOP_Y;}sprintf(txBuf,"X:%d,Y:%d,Z:%0.1f\n",SHOP_X,SHOP_Y,(SHOP_X*PRICE_X+SHOP_Y*PRICE_Y));HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t*)txBuf,strlen(txBuf));SHOP_X=0;SHOP_Y=0;LCD_Clear(Black);}
}

功能函数代码

//存入数据
void rem()
{sprintf((char*)REP_Xbuf,"%d",REP_X);sprintf((char*)REP_Ybuf,"%d",REP_Y);sprintf((char*)PRICE_Xbuf,"%.1f",PRICE_X);sprintf((char*)PRICE_Ybuf,"%.1f",PRICE_Y);iic_24c02_write(REP_Xbuf,0,sizeof(REP_Xbuf));iic_24c02_write(REP_Ybuf,1,sizeof(REP_Ybuf));iic_24c02_write(PRICE_Xbuf,2,sizeof(PRICE_Xbuf));iic_24c02_write(PRICE_Ybuf,3,sizeof(PRICE_Ybuf));
}//更新价格
void changePRICE()
{if(oldPRICE_X!=PRICE_X||oldPRICE_Y!=PRICE_Y){oldPRICE_X=PRICE_X;oldPRICE_Y=PRICE_Y;rem();}
}//LD2闪烁
void LD2_fun()
{if(REP_X==0&&REP_Y==0){HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim7);}else{HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim7);}
}//LED控制
void LED_fun()
{if(LD1_f==1){LED_switch(LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);}elseLED_switch(LED1_Pin|LED2_Pin|LED3_Pin|LED4_Pin|LED5_Pin|LED6_Pin|LED7_Pin|LED8_Pin,GPIO_PIN_SET);
}

stm32g4xx_it.c中 代码

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN DMA1_Channel1_IRQn 0 *//* USER CODE END DMA1_Channel1_IRQn 0 */HAL_DMA_IRQHandler(&hdma_usart1_rx);/* USER CODE BEGIN DMA1_Channel1_IRQn 1 */if(rxBuf[0]=='?'){sprintf(txBuf,"X:%.1f,Y:%.1f\n",PRICE_X,PRICE_Y);HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1,(uint8_t*)txBuf,strlen(txBuf));}/* USER CODE END DMA1_Channel1_IRQn 1 */
}void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN TIM6_DAC_IRQn 0 *//* USER CODE END TIM6_DAC_IRQn 0 */HAL_TIM_IRQHandler(&htim6);/* USER CODE BEGIN TIM6_DAC_IRQn 1 */HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim6);LD1_f=0;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_2,4);/* USER CODE END TIM6_DAC_IRQn 1 */
}void TIM7_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN TIM7_IRQn 0 *//* USER CODE END TIM7_IRQn 0 */HAL_TIM_IRQHandler(&htim7);/* USER CODE BEGIN TIM7_IRQn 1 */LED_switch(LED1_Pin|LED2_Pin|LED3_Pin|LED4_Pin|LED5_Pin|LED6_Pin|LED7_Pin|LED8_Pin,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin);HAL_GPIO_WritePin(LED_LE_GPIO_Port,LED_LE_Pin,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(LED_LE_GPIO_Port,LED_LE_Pin,GPIO_PIN_RESET);if(LD1_f==1)LED_switch(LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);/* USER CODE END TIM7_IRQn 1 */
}

四、保存结果

打包Core文件中所有文件，还有Gxxxxxxxx.hex文件。

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