14届蓝桥杯嵌入式国赛

目录

前言：

1.使用CUbeMX进行基础初始化配置

（1）选则芯片与基本初始化

（2）LED配置

（3）按键配置

（4）定时器和PWM以及频率

（5）ADC电压检测

2.各外设使用代码。

（1）LED灯

 （2）按键代码（长短按都包含）

（3）定时器

1.定时器中断溢出函数

2.用于定时器中断溢出函数的定时器启用函数（没错，在CubeMX设定了之后还要在函数里初始化）

 3.输入捕获回调函数

 3.用于输入捕获回调函数的定时器启用函数

4. 负责PWM波的定时器的开启

 5.负责PWM波的定时器的赋值使用(分HAL库操作及汇编操作)

 （4）ADC转移（可测电压）直接使用型代码。

（5）LCD显示屏

 3.题目逻辑代码实现

 4.总实现照片

总结

实现代码

前言：

此版是本人使用CUbeMx的创建库函数的练手之作，仅仅涉及到了adc，pwm，频率，LED，LCD，回访记录，按键等操作。

题目：14届蓝桥杯嵌入式国赛

硬件框图：

总体框架较为简单，这个题目考到了DS18B20、单路PWM捕获、ADC采集、PWM生成等模块。细节上东西比较多，处理记录波形和产生波形的时序、温度的温定读取、双按键长按、时间准确控制等，很多都可以在哔站的网站看速成——B站推荐速成总结。
14届国赛省赛都在PWM生成上作文章，控制好变化时间还是可以很丝滑的，这题目就是记录电压与PWM波，频率的时候有点怪，其他都非常简单！

由于一些设备原因，本人没有做DS18B20的温度读取（写了一个壳子），其他均符合题目要求。

1.使用CUbeMX进行基础初始化配置

（1）选则芯片与基本初始化

这个操作不多赘述，想了解的可以看看这个博主的博客。嵌入式开发--CubeMX使用入门教程-CSDN博客，值得注意的是我们所要用到芯片主频是80，这个帧率配置过程B站的视频教程里面有。

（2）LED配置

在STM32G431RBTx的芯片图上，LED1~LED8对应的是PC8~15

所以在CUbeMX中，我们要对PC8~15进行配置，

（3）按键配置

同样的，在STM32G431RBTx的芯片图上，B1~B4对应的是PB0~2和PA0。

所以要将所用的引脚配置成输入（GPIO_Input）模式，并设置成上拉输入。

（4）定时器和PWM以及频率

题目要求用PA1进行频率采集，同PA7进行频率输出，我看了一下使用PA1采集PWM就要使用TIM2这个定时器的CH2通道，而PA7用定时器17就可以了。所以定时器的开启也是要注意看题目要求，不要占用定时器。

这个是我配置定时器的设定，通道一采集上升沿，通道二采集下降沿

我们配置的时候修改PSC与Counter，他们遵循公式

工作频率=外部总线频率/（PSC+1）

定时频率=定时器工作频率/（counter+1）=外部总线频率/（PSC+1）*（counter+1）

 由于我设置的外部总线频率为80MHZ（80*10^6HZ），所以可以计算得我设置的TIM2频率为100HZ，0.01秒触发一次中断，注意要设置中段哦！一定要勾选Enabled！

接着是PA7的PWM输出定时器TIM17，这个定时器像我这么设置就可以了，注意输出PWM波的话就不要设置中断，会出问题的！

接下来是其他TIM定时器，这是我代码中所用到的所有定时器。

（5）ADC电压检测

ADC的话直接在Analog里面去选择ADC1，然后再IN11里像我一样配置就好了，其他直接默认就行了。

2.各外设使用代码。

（1）LED灯

#include "led.h"

void LED_Disp(uchar dsLED)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_All,GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, dsLED<<8, GPIO_PIN_RESET);//
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}

这个是本次使用的点亮LED灯的代码，但因为不知道什么原因，只能亮灭0~2的LED灯，所以我是把它当LED初始化全灭代码。

 （2）按键代码（长短按都包含）

struct keys key[4]={0,0,0};

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance ==TIM4){
            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;
                           key[i].key_time= 0;
                     }
                     break;
                     case 1:
                     {
                         if(key[i].key_sta==0)
                             {
                                key[i].judge_sta=2;
                             }else {
                                 key[i].judge_sta=0;
                    //           key[i].key_time =0;
                             }
                     }
                     break;
                     case 2:
                     {
                        if(key[i].key_sta==1)
                            {
                                key[i].judge_sta=0;
                                if(key[i].key_time<70){
                                       key[i].single_flag=1;
                                    }                                
                            }else 
                                {
                                    key[i].key_time++;
                                  if(key[i].key_time>70){
                                       key[i].long_flag=1;
                                    }
                                  
                                }
                     }
                     break;
                 }
            }
        }

}

struct keys
{
  uchar judge_sta;
    bool key_sta;
    bool single_flag;
    bool long_flag;
    uint key_time; 
};

按键用swicth进行了消抖操作，并把按键函数设里在了定时器溢出函数里面，只要TIM定时器溢出中断触发，就会检测查看有没有按键被按下，由于函数溢出时间非常快，处理中断时间非常短，可以看成按键一直在检测，且由于是中断，所以不耽误主进程。

（3）定时器

定时器有基本，通用，高级定时器，我们主要了解如何去用这TIM，CUbeMX去配置初始化就不用多说，前文有描述，这里主要是如何在代码中使用TIM。

1.定时器中断溢出函数

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

{

      if(htim->Instance ==TIM4){//通过这个代码，可以判断是否是想要的TIM定时器溢出中断                   

      }

}

2.用于定时器中断溢出函数的定时器启用函数（没错，在CubeMX设定了之后还要在函数里初始化）

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4);

 3.输入捕获回调函数

HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)

{

   if(htim->Instance ==TIM2){

     if(htim->Channel==HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2)

//这里是查看所用的通道有没有信号，毕竟捕获是数据输入，如果没有数据输入就不触发。
         {

         }

   }

}

 3.用于输入捕获回调函数的定时器启用函数

HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_2);

4. 负责PWM波的定时器的开启

HAL_TIM_PWM_Start(&htim17,TIM_CHANNEL_1);//负责PWM波的定时器开启代码

__HAL_TIM_SetCompare(&htim17,TIM_CHANNEL_1,pa7_duty);

 5.负责PWM波的定时器的赋值使用(分HAL库操作及汇编操作)

HAL库版

set_pwm_param(TIM_HandleTypeDef htim, uint32_t Channel, uint32_t freq, uint16_t duty);

该函数可直接调整占空比和频率

汇编语言版

 TIM17->ARR=1e6/freq_r[cnt_index]*FP-1;//直接调TIM17的ARR
 TIM17->CCR1=duty_r[cnt_index]*(1e6/freq_r[cnt_index]*FP)/100.0f;//直接调TIM17的RCC

 （4）ADC转移（可测电压）直接使用型代码。

#include "dadc.h"

double getADC(ADC_HandleTypeDef *pin)
{
  uint adc;
    HAL_ADC_Start(pin);
  adc =HAL_ADC_GetValue(pin);
    return adc*3.3/4096;
}

这里的4096是2^12的值，通过这一串带码，实现adc的读取

使用方式：getADC(&hadc1)；//这里的&hadc1通过CubeMX开启

（5）LCD显示屏

LCD显示屏蓝桥杯官方已经公布了.c与.h文件，也可以去我的bsp文件里面找，可以直接拿来用。

我这里主要是讲LCD的代码初始化，以及如何使用。

LCD_Init();//LCD初始化
    LCD_Clear(Black);//黑色清屏
    LCD_SetBackColor(Black);//黑色背景颜色
    LCD_SetTextColor(White);//白色字体

 char text[30];//需要数组转存
 sprintf(text,"     change:FH      ");
 LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)text)；操作显示在多少行。

 3.题目逻辑代码实现

关于逻辑代码这一块，非常感谢GHHHHHH!-CSDN博客大佬，我看了他的处理可谓是茅塞顿开，用一个数加加去进行定时处理，非常给力，在处理下图板块的时候，通过一个int数加加，进行判断，存储，再输出的时候，继续进行数的加加，非常巧妙。

下面是我看了大佬的博客之后的函数逻辑处理

  if(flag_Record==1){//记录标志位
           if(++cnt_Record>10*TT)
                 {
                     cnt_Record=0;
                     flag_Record=0;//控制LED灯的信号
                       cnt_index=0;
                       flag_jilu=1;//释放频率与占空比的通过信号
                     return ;
                 }
                 if(cnt_Record%10==0)//0.1s
            {
                freq_r[cnt_index]=frq1;//记录频率
                duty_r[cnt_index]=duty1;//记录占空比
                if(getADC(&hadc1)>=VP)//记录频率电压
                    duty_Adc[cnt_index]=90.0f/(3.3f-VP)*(getADC(&hadc1)-3.3f)+100.0f;
                 else
                      duty_Adc[cnt_index]=10;
                 cnt_index++;
                    }
                if(++led_cnt==10){
                    led_cnt=0;
                  LED_Disp(0x01);
                }else LED_Disp(0x00);
                }

 4.总实现照片

界面一和界面二

界面三和界面四

 

总结

作为一个从标准库转HAL库的程序猿，确实是觉得HAL库比标准库方便很多，主要是有CubeMx这个工具的存在，同时，现在一些芯片只能识别HAL库函数，而不能识别标准库，这更体现了HAl库的优势。但这并不意味着标准库就不行，且不说网上资料还是标准库的多，而且标准库可以更好的帮我们了解单片机的原理，打好基础。

希望我的这篇文章能帮助到大家！

实现代码

通过百度网盘分享的文件：14jie4.zip
链接：https://pan.baidu.com/s/1tzceKMszDdTQTxK8tLkfUA 
提取码：fwwz

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