【STM32G4】备战蓝桥杯嵌入式---实战---第九届嵌入式省赛—“电子定时器”

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前言

为了减少篇幅，各模块的初始化均在模块配置中，可以随时去翻看博客，还有function里面的函数，将不再罗列出来，只是截图展示。

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一、题目

基本要求
1.1 使用 CT117E 嵌入式竞赛板，完成试题功能的程序设计与调试；
1.2 设计与调试过程中，可参考组委会提供的“资源数据包”；
1.3 Keil 工程文件以准考证号命名，完成设计后，提交完整、可编译的 Keil工程文件到服务器。

硬件框图
通过按键设置定时时间，启动定时器后，开始倒计时；计时过程中，可以暂停、取消定时器。在定时时间内，按要求输出 PWM 信号和控制 LED 指示灯。系统框图如图 1 所示：

功能描述

1、LCD 显示
LCD 显示存储位置、定时时间和当前状态。系统预留 5 个存储位置用于存储常用的定时时间。当定时器停止时，当前状态为 Standby；当系统正在设置时间时，当前状态为 Setting；当定时器运行时，当前状态为 Running，定时器暂停时，当前状态为 Pause。

2、按键功能
系统使用 4 个按键，B1、B2、B3 和 B4。
按键 B1 为存储位置切换键。每按一次，存储位置依次以 1、2、3、4、5循环切换，切换后定时时间设定为当前位置存储的时间。
按键 B2 为时间位置（时、分、秒）切换键和存储键。短按 B2 键进入时间设置状态。每次短按 B2 键，设置位置以时、分、秒循环切换，并突出显示（高亮）当前位置；设置完后，长按 B2 键（超过 0.8 秒）把设置的时间存储到当前的存储位置，并推出设置状态。如果是临时设置定时时间，则不需存储，直接按定时器启动按键。
按键 B3 为时、分、秒（按键 B2 确定当前位置）数字增加键。每短按B3 一次，数字递增一次；按住 B3 超过 0.8 秒，则数字快速递增，直到松开B3 按键。数字递增时，超出范围则从头循环。
按键 B4 为定时器启动键。短按 B4，定时器启动，开始运行；运行期间短按 B4，暂停定时器，再短按 B4，恢复定时器运行；长按 B4（超过 0.8 秒），则取消定时器运行，回到 Standby 状态。

3、PWM 输出和 LED 显示
定时器运行时，PA6 口输出 PWM 信号，同时 LED 灯（LD1）以 0.5 秒的频率闪烁。PWM 信号频率为 1KHz，占空比为 80%。
定时器停止或暂停时，停止输入 PWM 信号，LED 灯灭。

4、定时时间存储
设定好的定时时间存储在 EEPROM 中。
掉电重启后，显示存储位置 1 的定时时间。

二、模块初始化以及功能分析

1.模块的初始化

需要用的模块：LCD、IIC、四个按键、LED、TIM3（PA
6）

2.模块功能分析

LCD：显示-----》Display();
IIC：读取和存储信息到EEPROM-----》Write_Time();Read_Time();
按键：对参数进行调整-----》KEY_Handle();KEY_Scan();
LED：提示作用-----》LED();
TIM3：初始化
（本次赛题主要是考代码逻辑，特别是按键处理的方法。在模块方面用的比较少）

三、函数实现

1.void Display(void);

显示功能如下：
Location表示设置时间的地址，Location为4时，表示不设置时间。（单独点亮一个字符，方法如下，若有其他方法，欢迎评论）
mode表示定时器的四种状态：
0：Standby
1：Setting
2：Running
3：Pause

void Dispaly(void)
{
	sprintf((char *)str,"  N0 %d",signal + 1);
	LCD_DisplayStringLine(Line1, str);
	
	if(Location == 4)//设置部分
	{
		LCD_ClearLine(Line4);
		LCD_SetTextColor(Black);
		sprintf((char *)str,"       %02d: %02d: %02d",Now_Time[0],Now_Time[1],Now_Time[2]);
		LCD_DisplayStringLine(Line4, str);
	}
	else if(Location == 0)
	{
		LCD_SetTextColor(Black);
		sprintf((char *)str,"          : %.2d: %.2d",Now_Time[1],Now_Time[2]);
		LCD_DisplayStringLine(Line4, str);
		LCD_SetTextColor(Red);
		LCD_DisplayChar(Line4,210, Now_Time[0]/10 + 0x30);
		LCD_DisplayChar(Line4,195, Now_Time[0]%10 + 0x30);
		LCD_SetTextColor(Black);
	}
	else if(Location == 1)
	{
		LCD_SetTextColor(Black);
		sprintf((char *)str,"      %.2d:     : %.2d",Now_Time[0],Now_Time[2]);
		LCD_DisplayStringLine(Line4, str);
		LCD_SetTextColor(Red);
		LCD_DisplayChar(Line4,150, Now_Time[1]/10 + 0x30);
		LCD_DisplayChar(Line4,135, Now_Time[1]%10 + 0x30);
		LCD_SetTextColor(Black);
	}
	else if(Location == 2)
	{
		LCD_SetTextColor(Black);
		sprintf((char *)str,"      %.2d: %.2d:    ",Now_Time[0],Now_Time[1]);
		LCD_DisplayStringLine(Line4, str);
		LCD_SetTextColor(Red);
		LCD_DisplayChar(Line4,60, Now_Time[2]/10 + 0x30);
		LCD_DisplayChar(Line4,45, Now_Time[2]%10 + 0x30);
		LCD_SetTextColor(Black);
	}
	
	if(mode == 0)
		LCD_DisplayStringLine(Line7, "     Standby           ");
	else if(mode == 1)
		LCD_DisplayStringLine(Line7, "     Setting           ");
	else if(mode == 2)
		LCD_DisplayStringLine(Line7, "     Running           ");
	else if(mode == 3)
		LCD_DisplayStringLine(Line7, "     Pause           ");
}

2.void Read_Time(void);void Write_Time(void);

void Write_Time(void)
{
	IIC_Write(0x00,Hour[0]);	HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x01,Minute[0]);HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x02,Second[0]);HAL_Delay(10);
	
	IIC_Write(0x10,Hour[1]);	HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x11,Minute[1]);HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x12,Second[1]);HAL_Delay(10);
	
	IIC_Write(0x20,Hour[2]);	HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x21,Minute[2]);HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x22,Second[2]);HAL_Delay(10);
	
	IIC_Write(0x30,Hour[3]);	HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x31,Minute[3]);HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x32,Second[3]);HAL_Delay(10);
	
	IIC_Write(0x40,Hour[4]);	HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x41,Minute[4]);HAL_Delay(10);
	IIC_Write(0x42,Second[4]);HAL_Delay(10);
}
void Read_Time(void)
{
	Hour[0]   = IIC_Read(0x00);HAL_Delay(10);
	Minute[0] = IIC_Read(0x01);HAL_Delay(10);
	Second[0] = IIC_Read(0x02);HAL_Delay(10);
	
	Hour[1]   = IIC_Read(0x10);HAL_Delay(10);
	Minute[1] = IIC_Read(0x11);HAL_Delay(10);
	Second[1] = IIC_Read(0x12);HAL_Delay(10);
	
	Hour[2]   = IIC_Read(0x20);HAL_Delay(10);
	Minute[2] = IIC_Read(0x21);HAL_Delay(10);
	Second[2] = IIC_Read(0x22);HAL_Delay(10);
	
	Hour[3]   = IIC_Read(0x30);HAL_Delay(10);
	Minute[3] = IIC_Read(0x31);HAL_Delay(10);
	Second[3] = IIC_Read(0x32);HAL_Delay(10);
	
	Hour[4]   = IIC_Read(0x40);HAL_Delay(10);
	Minute[4] = IIC_Read(0x41);HAL_Delay(10);
	Second[4] = IIC_Read(0x42);HAL_Delay(10);
}

3.uint8_t KEY_Scan(uint8_t mode);

由于本实验牵扯到长按（大于0.8s）和短按，并且长按是需要实时操作对应变量，所以长按的操作需要检测到马上执行。不能等按完了才执行。所以这里用0.2s的延时，次数加到4以后就进行长按操作。
变量声明:
Now_Time是当前显示的时间。
Time是存储的时间。
考虑到有暂时设定时间且不进行存储的情况，后面也引入了Aim_Time，定时结束的目标时间。

uint8_t KEY_Scan(uint8_t mode)
{
	static uint8_t flag=1;
	uint8_t count = 0;
	if(mode)	flag = 1;
	if(flag &&(KEY_B1 == 0 || KEY_B2	== 0 || KEY_B3 == 0 ||	KEY_B4== 0 ))
	{
		HAL_Delay(10);
		flag = 0;
		if (KEY_B1 == 0)	return B1_Press;
		else if (KEY_B2 == 0)
		{
			while(KEY_B2 == 0){
				HAL_Delay(200);
				count++;//每0.2s加一
			}
			if(count <= 4)	return B2_Press;
			else	return B2_Press_Long;
		}
		else if (KEY_B3 == 0) 
		{
			while(KEY_B3 == 0){
				Dispaly();
				HAL_Delay(200);
				count++;//每0.2s加一
				if(count > 4)
				{
					Now_Time[Location] = Now_Time[Location]+1;
					Now_Time[0] = Now_Time[0]%24;
					Now_Time[1] = Now_Time[1]%60;
					Now_Time[2] = Now_Time[2]%60;
					
					Hour[signal]= Now_Time[0];
					Minute[signal] = Now_Time[1];
					Second[signal] = Now_Time[2];
				}
			}
			if(count <= 4)	return B3_Press;
		}
		else if (KEY_B4 == 0) 
		{
			while(KEY_B4 == 0){
				HAL_Delay(200);
				count++;//每0.2s加一
			}
			if(count <= 4)	return B4_Press;
			else return B4_Press_Long;
		}
	}else if(KEY_B1 == KEY_B2 == KEY_B3 == KEY_B4 == 1)	flag = 1;
	return 0;
}

4.void KEY_Handle(uint8_t key);

按键 B1 为存储位置切换键。每按一次，存储位置依次以 1、2、3、4、5循环切换，切换后定时时间设定为当前位置存储的时间。（signal 变化）
按键 B2 为时间位置（时、分、秒）切换键和存储键。短按 B2 键进入时间设置状态。每次短按 B2 键，设置位置以时、分、秒循环切换，并突出显示（高亮）当前位置；设置完后，长按 B2 键（超过 0.8 秒）把设置的时间存储到当前的存储位置，并推出设置状态。如果是临时设置定时时间，则不需存储，直接按定时器启动按键。（Location变化）
按键 B3 为时、分、秒（按键 B2 确定当前位置）数字增加键。每短按B3 一次，数字递增一次；按住 B3 超过 0.8 秒，则数字快速递增，直到松开B3 按键。数字递增时，超出范围则从头循环。（Now_Time变化）
按键 B4 为定时器启动键。短按 B4，定时器启动，开始运行；运行期间短按 B4，暂停定时器，再短按 B4，恢复定时器运行；长按 B4（超过 0.8 秒），则取消定时器运行，回到 Standby 状态。（mode 变化）

void KEY_Handle(uint8_t Key)
{
	if(Key == B1_Press)
	{
		Location = 4;
		signal++;
		signal = signal % 5;
		Now_Time[0] = Hour[signal];
		Now_Time[1] = Minute[signal];
		Now_Time[2] = Second[signal];
	}
	else if(Key == B2_Press)
	{
		mode = 1;
		if(Location == 4)
			Location = 0;
		else
		{
			Location++;
			Location = Location % 3;
		}
	}
	else if(Key == B2_Press_Long)
	{
		Location = 4;
		mode = 0;
		Hour[signal]= Now_Time[0];Minute[signal] = Now_Time[1];Second[signal] = Now_Time[2];
		Write_Time();
	}
	else if(Key == B3_Press)
	{
		Now_Time[Location] = Now_Time[Location]+1;
		Now_Time[0] = Now_Time[0]%24;
		Now_Time[1] = Now_Time[1]%60;
		Now_Time[2] = Now_Time[2]%60;
	}
	else if(Key == B4_Press)
	{
		if(mode == 1)
		{
			mode = 2;
			HAL_TIM_Base_Start(&htim3);
			Location = 4;
			Aim_Time[signal] = Now_Time[0];
			Aim_Time[signal] = Now_Time[1];
			Aim_Time[signal] = Now_Time[2];
			Now_Time[0] = Now_Time[1] = Now_Time[2] = 0;
		}
		else if(mode == 2)	mode = 3;//暂停
		else 
		{
			Aim_Time[signal] = Hour[signal];
			Aim_Time[signal] = Minute[signal];
			Aim_Time[signal] = Second[signal];
			mode = 2;
			HAL_TIM_Base_Start(&htim3);
		}
	}
	else if(Key == B4_Press_Long)
	{
		mode = 0;
	}
}

5.void LED(void);void LED_OFF(void);

void LED(void);每进入一次LD1变换一次（TOGGLE函数似乎用不了，本人也不清楚）
void LED_OFF(void);关闭所有LED

void LED(void)
{
	static uint16_t i;
	i++;
	if(i % 2)HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
	else 
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
	}
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
}
void LED_OFF(void)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
}

6.void ADD(void);

时间加1函数
定时到目标时间的结束标志mode = 0；

void ADD(void)
{
	Now_Time[2]++;
	if(Now_Time[2] >= 60)
	{
		Now_Time[2] = 0;
		Now_Time[1]++;
	}
	if(Now_Time[1] >= 60)	
	{
		Now_Time[1] = 0;
		Now_Time[0]++;
	}
	Now_Time[0] = Now_Time[0] % 24;
	
	if(Now_Time[0] == Aim_Time[0] && Now_Time[1] ==Aim_Time[1] && Now_Time[2] == Aim_Time[2])	mode = 0;
}

7.int main(void);

初始化;

LCD_Init();
LCD_Clear(White);
LCD_SetTextColor(Black);

I2CInit();

IIC_Write(0x00,0);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x01,0);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x02,0);HAL_Delay(10);

IIC_Write(0x10,0);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x11,1);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x12,0);HAL_Delay(10);

IIC_Write(0x20,5);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x21,20);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x22,00);HAL_Delay(10);

IIC_Write(0x30,13);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x31,14);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x32,52);HAL_Delay(10);

IIC_Write(0x40,23);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x41,59);HAL_Delay(10);
IIC_Write(0x42,59);HAL_Delay(10);

LED_OFF();
HAL_Delay(100);
Read_Time();
HAL_Delay(1000);

while（1）;

	Dispaly();
	key = KEY_Scan(0);
	KEY_Handle(key);
	if(mode == 2 && num == 1)
	{
		LED();	
	}
	else if(mode != 2)
	{
		HAL_TIM_Base_Stop(&htim3);
		LED_OFF();
	}
	
	if(nCount == 1 && mode == 2)
	{
		nCount = 0;
		ADD();		
	}

8.void SysTick_Handler(void);

上面的num和nCount在哪变了，在哪计时呢？
就在滴答定时器里面咯。
大家打开stm32g4xx_it.c

if(mode == 2) 
{
	i++;j++;
}
if(i >= 1000)
{
	nCount = 1;
	i = 0;
}
if(j >= 500)
{
	num = 1;
	j = 0;
}

9.定时器输出PWM(Cubemx);

PWM未测试，有问题欢迎评论。

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总结

以上就是本次赛题的程序设计部分（变量定义部分，本人没有罗列出来嗷），在代码简洁方面本人做的不是很好，如有更好的设计方法可以在评论区留言。互相学习。

代码改了好久，比第一次写的时候精简多了。。。太难了。。。(PS: 仍有不足，欢迎指导)

还等什么，赶快自己写一下，测试一下代码。实测有效，嘿嘿