蓝桥杯嵌入式CT117E硬件开发平台经验分享12 | 第十届蓝桥杯国赛题
电压、PWM采集、温度18B20读取的实现
毫不夸张的说，第十届蓝桥杯嵌入式国赛赛题出的是最有水平的一届，难度也是最高的一届赛题（第十一届国赛赛题由于只是考了脉冲捕获和脉冲输出，之前有介绍过，本文就是最后一篇过于蓝桥杯国赛赛题的分析）
第十届赛题如下：
本届赛题最难的地方不是数据的采集，而是要让数码管和串口同时工作，要知道，串口和数码管是通用IO口的，虽然可以分时复用，但两条数码管的时钟线都在串口IO上，所以即便分时复用，也会导致在串口发送和接收的过程中数码管显示乱码。
—>相应的本文的解决方法为：在串口使能的时候，只允许其中之一有效，即：串口需要发送数据时要关闭串口接收功能，同理，当串口接收时串口的发送端是无效的。–>原因：由于数码管是74HC595驱动的（可以适当了解下此芯片），它工作与时钟线的上升沿，即RCLK(R:存储寄存器读取)：上升沿 移位寄存器进入存储寄存器；下降沿 数据保持不变；SCK(S:送入595)：上升沿 数据寄存器数据移位。Q0–>Q1–>Q2–>Q3–>…–>Q7;下降沿 移位寄存器数据不变。也就是说要想让595工作，则需要有时钟线的上升沿，而且是两个时钟线的上升沿。那么本文方法就是当启用串口功能时只让一个IO功能有效，则不会同时改变两个IO口连接的时钟线状态，即完成了相当于锁存的功能。实现方法为：
//端口共用问题，思路：两个时钟线RCK,SCK同一时间只能有一个被占用，
//另一个被赋值为低电平，以防产生上升沿导致错误数据发送到数码管显示，
//且调用函数顺序有要求：做到先关闭串口2的使能，然后关闭无用GPIO，再打开所需GPIO，然后调用串口发送
//调用完串口发送后及时关闭发送GPIO，再打开串口接收GPIO ； 下面的函数调用顺序不要随意变动！！！
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, DISABLE);
USART_Cmd(USART2, DISABLE);
SEG_Init();
SEG_Display();
USART2_GPIO_RXDisable();
USART2_GPIO_TXEnable();
USART_Cmd(USART2, ENABLE);
printf("\r\n\n USART2 AND 7SEG Share GPIO....\r\n");
USART2_GPIO_TXDisable();
USART2_GPIO_RXEnable();
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
调用的代码：
串口2
#include "usart2.h"
#include <stdio.h>
//reference: ..\2.STM32固件库v3.5\stm32f10x_stdperiph_lib\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Examples\USART\Interrupt
//TXD2 - PA2 RXD2 - PA3
static void USART2_NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* Enable the TIM4 global Interrupt */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = NVICPriority_Structure.Usart2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
static void USART2_RCC_Configuration(void)
{
/* Enable GPIO clock */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
/* Enable USARTy Clock */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE); //在使用串口复用功能的时候，要开启相应的功能时钟USART ，且此时钟源在APB1上！！！
}
static void USART2_GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USARTy Rx as input floating */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Configure USARTy Tx as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
void USART2_GPIO_TXEnable(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USARTy Tx as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
void USART2_GPIO_TXDisable(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USARTy Tx as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
}
void USART2_GPIO_RXEnable(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USARTy Rx as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
void USART2_GPIO_RXDisable(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Configure USARTy Rx as alternate function push-pull */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);
}
static void USART2_Configuration(void)
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* USARTy and USARTz configuration ------------------------------------------------------*/
/* USARTy and USARTz configured as follow:
- BaudRate = 9600 baud
- Word Length = 8 Bits
- One Stop Bit
- No parity
- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)
- Receive and transmit enabled
*/
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
/* Configure USARTy */
USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
/* Enable USARTy Receive and Transmit interrupts */
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
// USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE, ENABLE);
/* Enable the USARTy */
USART_Cmd(USART2, ENABLE);
}
void USART2_Init(void)
{
USART2_NVIC_Configuration();
USART2_RCC_Configuration();
USART2_GPIO_Configuration();
USART2_Configuration();
}
//reference: ..\2.STM32固件库v3.5\stm32f10x_stdperiph_lib\STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Examples\USART\Printf
/***************************************************************************
USART_FLAG_TC：
当发送移位寄存器中的1字节数据已经通过TX脚一位一位的移出去后，该标志位就会被置1，
从而引发该事件的中断。所以，其实USART_FLAG_TC就是用来标志“发送移位寄存器中的数据有没有全部发送出去”这件事的。
对于USART_FLAG_TC来说，没必要每次当发送移位寄存器中的数据发送完成后都发生中断，而应该是整个串口数据帧全部发送完毕，
包括最后一个字节也发送出去之后才应该开中断，这代表的就是一个数据帧发送完成事件了。
USART_FLAG_TXE：
当发送数据寄存器中的数据已经取完了，该标志位就会被置1，从而引发该事件的中断。
所以，其实USART_FLAG_TXE就是用来标志一个事件的，通过它的值可以知道该事件有没有发生（即发送数据寄存器中的数据有没有被取走）。
USART_FLAG_TXE来说，只是说明数据寄存器中的数据已经被发送移位寄存器取走了（但发送移位寄存器中可能还没有启动发送过程），
通过中断就可以提醒CPU可以往数据寄存器中填充数据了，发送移位寄存器中的数据往外发送的过程其实还是比较耗时的，
相对于C语言代码执行时间来说，这个过程的耗时完全算得上是一个宏观的数据，所以每次发送数据寄存器中的数据被发送移位寄存器取走后，
都应该产生中断来提醒CPU对该寄存器更新数据；
****************************************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the USART */
USART_SendData(USART2, (uint8_t) ch);
/* Loop until the end of transmission */
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET) //注意是TC ！！！
{}
return ch;
}
STRUCT_USART2 USART2_Structure;
void USART2_Interrupt(void)
{
u8 USART2_Rec;
if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);
USART2_Rec = USART_ReceiveData(USART2);
/* Read one byte from the receive data register */
if(USART2_Rec == 'S')
{
USART2_Structure.RxCounter = 0;
USART2_Structure.IS_Start = TRUE;
}
if(USART2_Structure.IS_Start == TRUE)
USART2_Structure.RxBuffer[USART2_Structure.RxCounter++] = USART_ReceiveData(USART2);
if(USART2_Rec == '\r')
{
USART2_Structure.IS_Start = FALSE;
USART2_Structure.IS_Finish = TRUE;
}
if(USART2_Structure.RxCounter > USART2_BUFFMAX)
{
USART2_Structure.RxCounter = 0;
USART2_Structure.IS_Start = FALSE;
USART2_Structure.IS_Finish = TRUE;
}
}
}
数码管驱动：
#ifndef __7seg_h
#define __7seg_h
#include "stm32f10x.h"
#define SER_H GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1)
#define SER_L GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1)
#define RCK_H GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2)
#define RCK_L GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2)
#define SCK_H GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3)
#define SCK_L GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3)
#define Seg_Code_A 10
#define Seg_Code_C 12
#define Seg_Code_O 0
#define Seg_Code_Off 16
#define Seg_Code_spot 17
typedef struct {
uint8_t bit3;
uint8_t bit2;
uint8_t bit1;
}STRUCT_7SEG;
extern STRUCT_7SEG SEG_Structure;
void SEG_Init(void);
void SEG_Display(void);
#endif
#include "7seg.h"
/*typedef const uint8_t uc8; !< Read Only */
uc8 Seg7[] = { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, // 0 - 9
0x77,0x7c, 0x39,0x4f,0x79,0x78, // A - F
0x00, //灭， 共阴
0x3f|0x80,0x06|0x80,0x5b|0x80,0x4f|0x80,0x66|0x80,0x6d|0x80,0x7d|0x80,0x07|0x80,0x7f|0x80,0x6f|0x80}; //0. - 9. :0-9带点显示
void SEG_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* GPIOx clock enable */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
RCK_L;
SCK_L;
}
STRUCT_7SEG SEG_Structure;
void SEG_Display(void) //left 1 2 3
{
u8 i = 0;
u8 SEG_DisBuff = Seg7[Seg_Code_Off];
SEG_DisBuff = Seg7[SEG_Structure.bit3];
for(i = 0;i < 8; i++)
{
if(SEG_DisBuff & 0x80)
SER_H;
else
SER_L;
SCK_H;
SEG_DisBuff = SEG_DisBuff << 1;
SCK_L;
}
SEG_DisBuff = Seg7[SEG_Structure.bit2];
for(i = 0;i < 8; i++)
{
if(SEG_DisBuff & 0x80)
SER_H;
else
SER_L;
SCK_H;
SEG_DisBuff = SEG_DisBuff << 1;
SCK_L;
}
SEG_DisBuff = Seg7[SEG_Structure.bit1];
for(i = 0;i < 8; i++)
{
if(SEG_DisBuff & 0x80)
SER_H;
else
SER_L;
SCK_H;
SEG_DisBuff = SEG_DisBuff << 1;
SCK_L;
}
RCK_H;
SEG_DisBuff = Seg7[Seg_Code_Off];
RCK_L;
}