【 第十四届蓝桥杯单片机组省赛真题总结】
第十四届蓝桥杯单片机组省赛真题总结
我采取的做题原则是先易后难，先做熟悉的点再做看着比较陌生的考点，基本模块的处理要先考虑周全，不然后面写到后面越多，改动越麻烦。
1.硬件资源分配
动态数码管扫描---定时器1（配置为1ms定时模式）
矩阵按键---P42 P44 P33 P32 定时器1（10ms刷新一次按键）
NE555频率测量---P34 定时器0
实时时钟---死循环刷新
温度测量---定时器1（500ms进入一次刷新，但是不采集）
光敏电阻---定时器1（20ms进入刷新一次）
实际上考虑的主要就是考虑一些可能会共用的IO口，和定时器资源的分配问题
2.设计的基本思路：
系统初始化—>动态数码管扫描—>小矩阵按键—>实时时钟的初始化和读取—>温度数据的读取（整数）—>模拟输入光敏电阻电压的检测—>频率测量—>采集数据的处理
—>LED灯光指示
3.难点(我认为的)
数码管：大界面和子界面切换（通过按键实现切换），实时界面和临时界面切换（通过光敏电阻检测环境亮度切换）
长按和短按：S9按键短按（小于2s）为参数减按键，长按（大于2s）为置零按键
数据处理：测量频率转换按图示关系转换为湿度数据， 之后湿度数据根据数据大小判断是否有效，然后通过是否有效判断如何显示，之后是对有效温度和湿度求取平均值和最大值
4.比赛时未解决的地方
频率测量随RB4旋钮变化不正常（很容易过大或过小成为无效数据）
采样温度和湿度数据的处理，求当前数组的最大值和平均值。
5.代码
#include "ds1302.h"
#include "onewire.h"
#include "iic.h"
sbit R3 = P3^2;
sbit R4 = P3^3;
sbit C2 = P4^2;
sbit C1 = P4^4;
//===================函数声明========================
void systemInit();
void select573(unsigned char channel);
void seg_dispbit(unsigned char pos,unsigned char *buf);
void seg_proc();//数码管显示
void Timer1_Init(void); //1毫秒@12.000MHz
unsigned char key_read();
void key_proc();//按键扫描
void ds1302_config();
void ds1302_proc();//实时时钟读取
unsigned int read_temp();
void temp_proc();//温度采集
unsigned char ADC_PCF8591(unsigned char channel);//光敏电阻
void ADC_proc();//检测光敏电阻的亮度变化
void Timer0_Init(void); //NE555频率采集
void led_disp(unsigned char ucled);
void led_proc();//指示灯和报警灯
void fre_to_wet();
void led_proc();
//======================全局变量=====================
unsigned long ulms = 0;//数据很长可以计时很久，这种定义前两个字母为数据结构，后两个字母为含义
unsigned char date_nodot[10] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
unsigned char date_dot[10] = {0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};
unsigned char time_now[3] = {0x13,0x20,0x40};
unsigned char sample_time[3];//表示最近一次采样时间
unsigned char ucpos = 0,ucbuf[8],seg_model=0,recall_model = 0;//数码管相关变量
bit fre_work = 1;//用于表示采集到的频率是否有效,1为有效，0为无效
bit wet_temp_model = 0;//表示是否在温度和湿度显示界面
unsigned int wet_temp_time = 0;//用于表示停留在温度湿度界面的时间
bit S9_flag = 0;
unsigned int S9_time = 0;
unsigned char sample_count = 0;//表示采集次数
unsigned int uitemp_now = 23;//扩大了10倍的温度值
unsigned int uitemp_max = 28,uitemp_ave =232;
unsigned int uitemp_refer = 30;//没有扩大的温度参数
unsigned int uitemp_sample[100];
unsigned int uiwet_now = 48;
unsigned int uiwet_max = 68,uiwet_ave =504; //扩大了10倍的温度平均值
unsigned int uiwet_sample[100];
unsigned int frequency = 0;
unsigned char ADC_old = 0;//表示上一次的光敏值
unsigned char count_key=0;
unsigned int count_temp=0;
unsigned int count_f = 0,count_t = 0;//频率
unsigned char count_adc= 0;
unsigned char led_stat = 0xff;
bit L4_flag = 0;
bit L4 = 0;
unsigned long ul100ms;
void main()
{
systemInit();
Timer0_Init();
Timer1_Init();
ds1302_config();
while(1)
{
fre_to_wet();
seg_proc();
key_proc();
ADC_proc();
led_proc();
}
}
//====================初始化=========================
void systemInit()
{
P0 = 0xff; //关灯
select573(4);
select573(0);
P0 = 0x00; //关蜂鸣器，关继电器
select573(5);
select573(0);
P0 = 0xff; //关灯
select573(7);
select573(0);
}
void select573(unsigned char channel)
{
switch(channel)
{
case 0:P2 = P2&0x1f;break;
case 4:P2 = (P2&0x1f)|0x80;break;
case 5:P2 = (P2&0x1f)|0xa0;break;
case 6:P2 = (P2&0x1f)|0xc0;break;
case 7:P2 = (P2&0x1f)|0xe0;break;
}
}
//====================数码管显示=================
void seg_dispbit(unsigned char pos,unsigned char *buf)
{
P0 = 0xff; //消影
select573(7);
select573(0);
P0 = 0x01<=3000)//显示时间超过3秒钟
{
wet_temp_time = 0;
wet_temp_model = 0;
if(fre_work==1)
{
if(++sample_count==100)sample_count=0;//触发次数加1，最大加到99
sample_time[0] = time_now[0];
sample_time[1] = time_now[1];
sample_time[2] = time_now[2];
}
else
{
sample_count = sample_count;//无效数据时，触发次数不变，数据不进入采集数组
}
}
}
if(L4_flag)
{
if(ul100ms&1)
{
L4 = ~L4;
}
}
if(L4)led_stat &= 0xf7;
else led_stat |= 0x08;
seg_dispbit(ucpos,ucbuf);//扫描数码管
if(++ucpos==8){ucpos=0;}
led_disp(led_stat);
}
void Timer1_Init(void) //1毫秒@12.000MHz
{
AUXR |= 0x40; //定时器时钟1T模式
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TL1 = 0x20; //设置定时初始值
TH1 = 0xD1; //设置定时初始值
TF1 = 0; //清除TF1标志
TR1 = 1; //定时器1开始计时
ET1 = 1; //使能定时器1中断
EA = 1;
}
//==========================按键模块=====================
void key_proc()
{
unsigned char key_down=0,key_temp=0,key_up;
static unsigned char key_old = 0;
if(count_key)return;
count_key = 1;
key_temp = key_read();//三行代码，实现消抖
key_down = key_temp&(key_temp^key_old);//表示按键按下后的下降沿
key_up = ~key_temp&(key_temp^key_old);//表示按键按下后的松开时的上升沿
key_old = key_temp;
switch(key_down)
{
case 4:
if(!wet_temp_model){if(++seg_model==3){seg_model=0;}}//显示模式切换
break;
case 5:
if(!wet_temp_model)//
{
if(seg_model==1)
{
if(++recall_model==3){recall_model= 0;}
}
}
break;
case 8:
if(!wet_temp_model)
{
if(seg_model==2)
{
if(++uitemp_refer==100){uitemp_refer=0;}
}
}
break;
case 9:
if(!wet_temp_model)
{
if(seg_model==2)
{
if(uitemp_refer>0){uitemp_refer--;}
}
else if((seg_model==1)&&(recall_model==2))//处于下降沿的时候将数码管显示为分秒
{
S9_flag = 1;//开始判断按键是否长于2s
S9_time = 0;
}
}
break;
default:key_down = 0;
}
if(key_up==9)
{
if(S9_flag==1)
{
S9_flag = 0;//松开S9后判断一下是否在当前界面，然后才暂停
}
}
if(S9_time>=2000)//判断是否大于两秒
{
S9_time = 0;
sample_count = 0;//清除记录次数
}
}
unsigned char key_read()
{
unsigned char key_new = 0;
unsigned char key_val=0;
C1 = 0;C2 = 1;
key_new = P3&0x0C;//00001100 S4S5
C1 = 1;C2 = 0;
key_new = (key_new>>2)|(P3&0x0C);//00001100 S8S9
switch(~key_new)//取反前高四位一直都是0000，低四位有四种可能，0111，1011，1101,1110
{
case 0xf8:key_val = 8;break;
case 0xf4:key_val = 9;break;
case 0xf2:key_val = 4;break;
case 0xf1:key_val = 5;break;
default:key_val = 0;
}
return key_val;
}
//===================实时时钟读取========================
void ds1302_config()
{
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x00);
Write_Ds1302_Byte(0x84,time_now[0]);
Write_Ds1302_Byte(0x82,time_now[1]);
Write_Ds1302_Byte(0x80,time_now[2]);
Write_Ds1302_Byte(0x8e,0x80);
}
void ds1302_proc()
{
time_now[0] = Read_Ds1302_Byte(0x85);
time_now[1] = Read_Ds1302_Byte(0x83);
time_now[2] = Read_Ds1302_Byte(0x81);
}
//======================温度读取========================
unsigned int read_temp()
{
unsigned char low = 0x00,high = 0x00;
unsigned int temp = 0x0000;
init_ds18b20();
Write_DS18B20(0xcc);
Write_DS18B20(0x44);
init_ds18b20();
Write_DS18B20(0xcc);
Write_DS18B20(0xbe);
low = Read_DS18B20();
high = Read_DS18B20();
init_ds18b20();
temp = high;
temp = (temp<<8)|low;
temp = temp>>4;//左移四位的操作时，已经将整数部分乘以了1/16,所以后面可以直接得整数或者将整数放大十倍
return temp;
}
void temp_proc()
{
uitemp_now = read_temp();
if(uitemp_now==85){uitemp_now = 25;}
}
//==================ADC输出模块===============
unsigned char ADC_PCF8591(unsigned char channel)
{
unsigned char temp;
I2CStart();
I2CSendByte(0x90);
I2CWaitAck();
I2CSendByte(channel);
I2CWaitAck();
I2CStart();
I2CSendByte(0x91);
I2CWaitAck();
temp = I2CReceiveByte();
I2CSendAck(1);
I2CStop();
return temp;
}
void ADC_proc()//检测光敏电阻的亮度变化
{
unsigned char ADC_temp = 0;
if(count_adc)return;
count_adc = 1;
ADC_temp = ADC_PCF8591(0x01);//光敏电阻通道
if((ADC_temp<100)&&(ADC_old>100))//采集触发的条件，只有从亮到暗状态
{
wet_temp_model = 1;
if(fre_work == 1)
{
uiwet_sample[sample_count] = uiwet_now;
uitemp_sample[sample_count] = uitemp_now;
if(sample_count>=2)//采集次数大于两次
{
if((uitemp_sample[sample_count]>uitemp_sample[sample_count-1])&&(uiwet_sample[sample_count]>uiwet_sample[sample_count-1]))
{//这次采集的温度大于上次采集的温度，采集的湿度大于上次采集的湿度
led_stat &= 0xdf;
}
else
{
led_stat |= 0x20;
}
}
if(uitemp_sample[sample_count]>uitemp_refer)//采集温度大于温度参数
{
L4_flag = 1;//开始以0.1s为间隔闪烁
}
else
{
L4_flag = 0;
}
led_stat |= 0x10;//采集到无效数据时L5熄灭
}//保存此刻的温度和湿度
else
{
led_stat &= 0xef;//采集到有效数据时L5点亮
}
//采取到无效数据的时候，此次温度和湿度的数据都丢弃，采集次数也不加1，采集的时间也不保存
}
ADC_old = ADC_temp;
}
//=======================频率转换为湿度模块==================
void fre_to_wet()
{
if(frequency>2000)//无效数据
{
fre_work = 0;
}
else if(frequency<200)//无效数据
{
fre_work = 0;
}
else //有效数据
{
fre_work = 1;
uiwet_now = (frequency-200)*0.044+10;
}
}
void count_max_ave()
{
unsigned char i;
if(sample_count)//采集次数大于0就计算最大值和平均值
{
for(i=0,iuitemp_sample[i+1])
}
}
}
//================指示灯模块===================
void led_disp(unsigned char ucled)
{
P0 = ucled;
select573(4);
select573(0);
}
void led_proc()
{
if(!wet_temp_model)
{
if(seg_model==0)
{
led_stat = (led_stat|0x07)&0xfe;//点亮L1
}
else if(seg_model==1)
{
led_stat = (led_stat|0x07)&0xfd;//点亮L2
}
}
else
{
led_stat = (led_stat|0x07)&0xfb;//点亮L3
}
}
6.总结今年的蓝桥杯比赛
我在比赛前几天才突然发现以前用的软件延时，在复杂的程序设计中（赛前练过几套国赛题），存在很多问题。有时候尽管逻辑正确，但是当外设驱动太多，软件延时时间积累上去之后，代码仍然会出现对前期的代码有影响，比如说数码管扫描出现闪烁，亮度不够，按键反应能力过慢。但是在比赛前一周偶然看到蓝桥杯单片机的官方指导书，才开始使用定时器扫描数码管，三行代码实现消抖这样的驱动方式。我在换写法后拿来试练了四套题目，分别是第13届，第12届，第8届和第9届的程序，发现其效果与我之前使用的方式相比确实要好的多（可能是我对软件延时那些写法领悟不够深入）
由于对指导书的模板使用次数和时间都比较少，对于一些地方的理解也比较模糊，比如对按键的三行代码的理解，数码管将字符转换为对应数字显示函数（改成了自己能理解的写法），函数扫描时间怎么设置比较合理，什么函数放在数码管显示里面运行比较合理，这些问题我都没有弄的特别明白和清楚，只是简单背住了用法但是不解其意所以在比赛实际应用过程中，对于一些自己没做过的考点心里还是有点慌的。