蓝桥杯2024/1/28----十二届省赛题笔记
题目要求：
2、 竞赛板配置要求
3、 硬件框图
4、 功能描述
4.1功能概述
4.2性能要求
4.3显示功能
4.4按键功能
4.5LED 指示灯功能
4.6初始状态说明
每次建好工程文件夹，里边包含User（放工程文件，mian.c，可以在这里写如同我这个文章的文本文档）、Driver（存放底层文件如Led.c，Led.h等）
新建的工程先搭建框架，可以先书写底层函数（此次书写了六个函数并包含相应的头文件共十二个底层文件）
底层函数内容：
1.初始化底层驱动专用文件
比如先用3个IO口控制74HC138译码器，控制Y4为低电平；当Y4为低电平时，或非门74HC02控制Y4C为高电平，使74HC573的OE端口有效，OE端口有效时，可使用P0口控制LED的亮灭。
可以去多了解74HC138译码器，74HC02或非门，74HC573八路输出透明锁存器的相关内容会更好理解
#include
//关闭外设
void System_Init()
{
P0 = 0xff;
P2 = P2 & 0x1f | 0x80;
P2 &= 0x1f;
P0 = 0x00;
P2 = P2 & 0x1f | 0xa0;
P2 &= 0x1f;
}
//头文件
#include
void System_Init();
2.Led底层驱动专用文件
与初始化底层驱动专用文件同理，需要了解对应的锁存器控制，可以在使用的芯片数据手册查看
#include
void Led_Disp(unsigned char addr,enable)//LED
{
static unsigned char temp = 0x00;
static unsigned char temp_Old = 0xff;
if(enable)
temp |=0x01 << addr;
else
temp&= ~ (0x01 << addr);
if(temp != temp_Old)
{
P0 = ~ temp;
P2 = P2 & 0x1f | 0x80;
P2 &= 0x1f;
temp_Old = temp;
}
}
void Beep(unsigned char flag)//蜂鸣器
{
static unsigned char temp = 0x00;
static unsigned char temp_Old = 0xff;
if(flag)
temp |=0x40 ;
else
temp &= ~ 0x40 ;
if(temp != temp_Old)
{
P0 = ~ temp;
P2 = P2 & 0x1f | 0xa0;
P2 &= 0x1f;
temp_Old = temp;
}
}
void Relay(unsigned char flag)//继电器
{
static unsigned char temp = 0x00;
static unsigned char temp_Old = 0xff;
if(flag)
temp |= 0x10 ;
else
temp &= ~ 0x10 ;
if(temp != temp_Old)
{
P0 = ~ temp;
P2 = P2 & 0x1f | 0xa0;
P2 &= 0x1f;
temp_Old = temp;
}
}
//头文件
#include
void Led_Disp(unsigned char addr,enable);
3.按键底层驱动专用文件
（板子上的按键从按键4开始到按键19，可根据实际硬件修改）
#include
unsigned char Key_Read()
{
unsigned char temp = 0;
P44 = 0; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 1;//实际板子的连接
//P37 = 0; P36 = 1; P35 = 1; P34 = 1;//这个是仿真使用的
if(P33 == 0)temp = 4;
if(P32 == 0)temp = 5;
if(P31 == 0)temp = 6;
if(P30 == 0)temp = 7;
P44 = 1; P42 = 0; P35 = 1; P34 = 1;
if(P33 == 0)temp = 8;
if(P32 == 0)temp = 9;
if(P31 == 0)temp = 10;
if(P30 == 0)temp = 11;
P44 = 1; P42 = 1; P35 = 0; P34 = 1;
if(P33 == 0)temp = 12;
if(P32 == 0)temp = 13;
if(P31 == 0)temp = 14;
if(P30 == 0)temp = 15;
P44 = 1; P42 = 1; P35 = 1; P34 = 0;
if(P33 == 0)temp = 16;
if(P32 == 0)temp = 17;
if(P31 == 0)temp = 18;
if(P30 == 0)temp = 19;
return temp;
}
//头文件
#include
unsigned char Key_Read();
4.数码管底层驱动专用文件
#include
unsigned char Seg_Dula[] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff,0xc6,0x8c,0x88};//数码管段码储存数组
unsigned char Seg_Wela[] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};//数码管位码储存数组
void Seg_Disp(unsigned char wela,dula,point)//数码管显示函数
{
P0 = 0xff; //
P2 = P2 & 0x1f |0xe0;
P2 &= 0x1f;
P0 = Seg_Wela[wela];
P2 = P2 & 0x1f |0xc0;
P2 &= 0x1f;
P0 = Seg_Dula[dula];
if(point)
P0 &= 0x7f;
P2 = P2 & 0x1f |0xe0;
P2 &= 0x1f;
}
//头文件
#include
void Seg_Disp(unsigned char wela,dula,point);
5.//DAC底层驱动专用头文件
/*
程序说明: IIC总线驱动程序
软件环境: Keil uVision 4.10
硬件环境: CT107单片机综合实训平台 8051，12MHz
日 期: 2011-8-9
*/
#include "iic.h"
#include "intrins.h"
#define DELAY_TIME 5
#define Photo_Res_Channel 0x41
#define Adj_Res_Channel 0x43
//总线引脚定义
sbit SDA = P2^1; /* 数据线 */
sbit SCL = P2^0; /* 时钟线 */
void IIC_Delay(unsigned char i)
{
do{_nop_();}
while(i--);
}
//总线启动条件
void IIC_Start(void)
{
SDA = 1;
SCL = 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
SDA = 0;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
SCL = 0;
}
//总线停止条件
void IIC_Stop(void)
{
SDA = 0;
SCL = 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
SDA = 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
//发送应答
void IIC_SendAck(bit ackbit)
{
SCL = 0;
SDA = ackbit; // 0：应答，1：非应答
IIC_Delay(DELAY_TIME);
SCL = 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
SCL = 0;
SDA = 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
//等待应答
bit IIC_WaitAck(void)
{
bit ackbit;
SCL = 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
ackbit = SDA;
SCL = 0;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
return ackbit;
}
//通过I2C总线发送数据
void IIC_SendByte(unsigned char byt)
{
unsigned char i;
for(i=0; i<8; i++)
{
SCL = 0;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
if(byt & 0x80) SDA = 1;
else SDA = 0;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
SCL = 1;
byt <<= 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
SCL = 0;
}
//从I2C总线上接收数据
unsigned char IIC_RecByte(void)
{
unsigned char i, da;
for(i=0; i<8; i++)
{
SCL = 1;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
da <<= 1;
if(SDA) da |= 1;
SCL = 0;
IIC_Delay(DELAY_TIME);
}
return da;
}
//函数名：DAC转换函数
//入口参数：要进行转换的数值
//返回值：无
//函数功能：对入口参数要转换的DA数据进行转换
void Da_Write(unsigned char dat)
{
IIC_Start();//发送开启信号
IIC_SendByte(0x90);//选择PCF8591芯片，确定写的模式
IIC_WaitAck();//等待PCF8591反馈
IIC_SendByte(0x41);//使能DA转换（随便写通道编号，不影响，主要的功能是使能DA）
IIC_WaitAck();//等待PCF8591反馈
IIC_SendByte(dat);//将待转换的数据发送出去
IIC_WaitAck();//等待PCF8591反馈
IIC_Stop();//停止发送
}
//头文件
# include "STC15F2K60S2.H"
void IIC_Start(void);
void IIC_Stop(void);
bit IIC_WaitAck(void);
void IIC_SendAck(bit ackbit);
void IIC_SendByte(unsigned char byt);
unsigned char IIC_RecByte(void);
//函数名：DAC转换函数
//入口参数：要进行转换的数值
//返回值：无
//函数功能：对入口参数要转换的DA数据进行转换
void Da_Write(unsigned char dat);
6.//温度底层驱动专用头文件
/* # 单总线代码片段说明
1. 本文件夹中提供的驱动代码供参赛选手完成程序设计参考。
2. 参赛选手可以自行编写相关代码或以该代码为基础，根据所选单片机类型、运行速度和试题
中对单片机时钟频率的要求，进行代码调试和修改。
*/
#include "onewire.h"
#include "reg52.h"
sbit DQ = P1^4;
//单总线内部延时函数
void Delay_OneWire(unsigned int t) //12T 或1T，根据需要修改
{
t *= 12;//用了温度这句必须写，设置为12T，这句官方不会写，这两句和下面的功能一样
while(t--);
// unsigned char i;
// while(t--)
// {
// for(i=0;i<12;i++);
// }
}
//单总线写操作
void Write_DS18B20(unsigned char dat)//写
{
unsigned char i;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
Delay_OneWire(5);
DQ = 1;
dat >>= 1;
}
Delay_OneWire(5);
}
//单总线读操作
unsigned char Read_DS18B20(void)//读
{
unsigned char i;
unsigned char dat;
for(i=0;i<8;i++)
{
DQ = 0;
dat >>= 1;
DQ = 1;
if(DQ)
{
dat |= 0x80;
}
Delay_OneWire(5);
}
return dat;
}
//DS18B20初始化
bit init_ds18b20(void)//初始化
{
bit initflag = 0;
DQ = 1;
Delay_OneWire(12);
DQ = 0;
Delay_OneWire(80);
DQ = 1;
Delay_OneWire(10);
initflag = DQ;
Delay_OneWire(5);
return initflag;
}
//函数名：读取温度函数
//入口参数：无
//函数功能：完成温度转换，并返回转换之后的温度数据
float Read_t()
{
unsigned char high,low;//返回的温度数据的高低八位
init_ds18b20();//初始化
Write_DS18B20(0xcc);//跳过ROM
Write_DS18B20(0x44);//进行温度转换
init_ds18b20();//初始化
Write_DS18B20(0xcc);//跳过ROM
Write_DS18B20(0xbe);//读取温度
low = Read_DS18B20();//读取低位
high = Read_DS18B20();//读取高位
return ((high << 8) |low) / 16.0;
}
//头文件
#ifndef __ONEWIRE_H
#define __ONEWIRE_H
float Read_t();
#endif
工程主函数内容：
1.头文件声明（把需要用到的头文件添加进来）
/*头文件声明区*/
#include
#include
#include
#include
#include
#include "onewire.h"//温度底层驱动专用头文件
#include "iic.h"//DAC底层驱动专用头文件
2.变量声明（把需要用到的所有变量现在这里进行声明）
/*变量声明区*/
unsigned char Key_Val,Key_Old,Key_Down,Key_Up;//按键专用变量
unsigned char Key_Slow_Down;//按键减速专用变量
unsigned char Seg_Slow_Down;//数码管减速专用变量
unsigned char Seg_Pos;//数码管扫描专用变量
unsigned char Seg_Buf[8] = {10,10,10,10,10,10,10,10};//数码管显示数据存放数组
unsigned char Seg_Point[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};//数码管小数点数据存放数组
unsigned char ucLed[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};//Led显示数据存放数组
unsigned char Seg_Disp_Mode;//数码管显示模式 0-温度显示界面 1-参数设置界面 2-DAC输出界面
float Temperature;//实时温度变量
unsigned char Temp_Disp = 25;//温度参数变量（用于设置显示）
unsigned char Temp_Ctrol = 25;//温度参数控制变量（用于实际控制） 初始值：25
float Voltage_Output;//实时输出电压
bit Output_Mode;//DAC输出模式 0-DAC输出电压与温度相关 1-DAC给出的关系输出电压
3.按键处理函数（在这里编写按键控制的函数）
/*键盘处理函数*/
void Key_Proc()
{
if(Key_Slow_Down)return;
Key_Slow_Down = 1;//键盘减速程序
Key_Val = Key_Read();//实时读取键码值
Key_Down = Key_Val & (Key_Val ^ Key_Old);//捕捉按键下降沿
Key_Up = ~ Key_Val & (Key_Val ^ Key_Old);//捕捉按键上升沿
Key_Old = Key_Val;//辅助扫描变量
switch(Key_Down)
{
case 4://界面切换按键
if(++Seg_Disp_Mode == 3)
Seg_Disp_Mode = 0;//数码管显示模式在0-2之间循环切换
if(Seg_Disp_Mode == 1)//当前处于温度参数设置界面
Temp_Disp = Temp_Ctrol;//将实际控制数据赋值给设置变量 便于数据更改
if(Seg_Disp_Mode == 2) //当界面从参数设置切换出去后
Temp_Ctrol = Temp_Disp;//将设置数据保存到控制变量
break;
case 8://参数自减按键
if(Seg_Disp_Mode == 1)//当前处于温度参数设置界面
{
if(--Temp_Disp == 255)//限制温度下限为0
Temp_Disp = 0;
}
break;
case 9://参数自加按键
if(Seg_Disp_Mode == 1)//当前处于温度参数设置界面
{
if(++Temp_Disp == 100)//限制温度上限为99
Temp_Disp = 99;
}
break;
case 5://模式切换按键
Output_Mode ^= 1;//切换输出模式
break;
}
}
4.信息处理函数（需要使用到到的函数进行简单的预处理）
/*信息处理函数*/
void Seg_Proc()
{
if(Seg_Slow_Down)return;
Seg_Slow_Down = 1;
/*信息获取区域*/
Temperature = Read_t();//实时读取温度值
/*数据显示区域*/
switch(Seg_Disp_Mode)
{
case 0://温度显示界面
Seg_Buf[0] = 11;//显示C
Seg_Buf[4] = (unsigned char)Temperature / 10 % 10;
Seg_Buf[5] = (unsigned char)Temperature % 10;
Seg_Buf[6] = (unsigned int)(Temperature * 100 )/ 10 % 10;
Seg_Buf[7] = (unsigned int)(Temperature * 100 )% 10;
//Seg_Point[5] = 1;//使能小数点
break;
case 1://参数设置界面
Seg_Buf[0] = 12;//显示P
Seg_Buf[4] = Seg_Buf[5] = 10;//熄灭第五、第六个数码管
Seg_Buf[6] = Temp_Disp / 10 % 10;
Seg_Buf[7] = Temp_Disp % 10;
Seg_Point[5] = 0;
break;
case 2://DAC输出界面
Seg_Buf[0] = 13;//显示A
Seg_Buf[5] = (unsigned char)Voltage_Output % 10;
Seg_Buf[6] = (unsigned int)(Voltage_Output * 100 )/ 10 % 10;
Seg_Buf[7] = (unsigned int)(Voltage_Output * 100 )% 10;
Seg_Point[5] = 1;
break;
}
}
int cnt1=0;
5.其他函数（其他编写的函数，在这里书写会比较方便理解）
/*其他函数*/
void Led_Proc()
{
unsigned char i;//用于For循环
/*DAC相关*/
if(Output_Mode == 0)//DAC输出电压与温度相关，当前处于模式 1 状态，指示灯 L1 点亮，否则熄灭
{
if(Temperature < Temp_Ctrol)//当实时温度小于温度参数时
Voltage_Output = 0;//DAC输出0V
else//当实时温度大于参数设置时
Voltage_Output = 5;//DAC输出5V
}
else //当前处于 DAC 输出界面，指示灯 L4 点亮，否则熄灭。
{
if(Temperature < 20)//当实时温度小于20度时，测试时难以达到相应温度可以修改实际温度看显示状况
Voltage_Output = 1;//DAC输出1V
else if(Temperature > 40)//当实时温度小于40度时，测试时难以达到相应温度可以修改实际温度看显示状况
Voltage_Output = 4;//DAC输出4V
else//当实时温度在20-40之间时
Voltage_Output = 0.15*(Temperature - 20) + 1;//DAC输出与实时温度为一次函数关系，0.15=（40-20）/（4-1）V
}
Da_Write(Voltage_Output * 51);//实时输出DAC，0-255的范围和0-5V要对应上则*51
/*LED相关*/
// ucLed[0] = !Ouput_Mode;//当前处于模式 1 状态，指示灯 L1 点亮，否则熄灭
// for(i=0;i<3;i++)//模式指示灯
// ucLed[1+i] = (i == Seg_Disp_Mode);
//这几个同样可以实现指示灯的状态，但是在上电时L1常亮出现异常，当前并非为模式一界面，切换到模式一界面后L4没有熄灭，按下S5后L4才会熄灭
for(i= 0;i<3;i++)//模式指示灯，无异常
{
if( Output_Mode == 0)
{
if(i == Seg_Disp_Mode )//上电显示界面
{
cnt1=i+1;
if(cnt1==3)//DAC显示界面两种模式和输出模式
{
Led_Disp(0,1);//L1
Led_Disp(3,0);//当L1亮起熄灭L4
}
else
{
Led_Disp(i+1,1);
}
}
else
{
//Led_Disp(i+1,0);
cnt1=i+1;
if(cnt1==3) Led_Disp(0,0);
else Led_Disp(i+1,0);
}
}
else //DAC
{
if(i == Seg_Disp_Mode )
{
Led_Disp(0,0);
Led_Disp(i+1,1);
}
else
Led_Disp(i+1,0);
}
}
}
6.定时器0中断初始化函数
（这个可以使用STC的定时器计算那里生成c代码，后面要自己添加ET0,EA打开中断）
/*定时器0初始化函数*/
void Timer0Init(void) //1毫秒@12.000MHz
{
AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1;
EA = 1;
}
7.定时器0中断服务函数
（为了定时执行特定的任务，如此处设置了定时的时间触发了数码管和LED产生特定反应）
/*定时器0中断服务函数*/
void Timer0server() interrupt 1
{
if(++Key_Slow_Down == 10)Key_Slow_Down = 0;//键盘减速专用
if(++Seg_Slow_Down == 500)Seg_Slow_Down = 0;//数码管减速专用
if(++Seg_Pos == 8)Seg_Pos = 0;//数码管显示专用
Seg_Disp(Seg_Pos,Seg_Buf[Seg_Pos],Seg_Point[Seg_Pos]);
//Led_Disp(Seg_Pos,ucLed[Seg_Pos]);//0 +1
}
/*延时函数*/
void Delay750ms() //@12.000MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 35;
j = 51;
k = 182;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
8.主函数Main（调用书写的函数实现所需的相应功能）
/*Main*/
void main()
{
Read_t();//上电读取一次温度并且延时750ms避免数据出现85
Delay750ms();
Sys_Init();
Timer0Init();
while(1)
{
Key_Proc();
Seg_Proc();
Led_Proc();
}
}
DS18B20相关资料：
Bit15-bit11：符号位；bit10-bit4：整数位；bit3-bit0：小数位
后面返回值的时候有一个/ 16.0 ,等价于*0.625；这两个都是计算精度的。
这两个为了更好的运行效果，可以直接在主函数调用，当把这两个语句放到while循环里面，或者读取的语句放入while循环里会产生大约10秒的延时才会显示数据，与预期750ms的效果相差较大。产生这么久的延时主要由于中断的数码管显示延时占用了较多次，可以把延时改小尝试。