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前言
相关说明：
开发板：CT117E-M4(STM32G431RB 蓝桥杯嵌入式比赛板)
开发环境： CubeMX+Keil5
涉及题目：第七届蓝桥杯嵌入式省赛
题目难点：LCD与LED冲突处理，保证LED正常闪烁频率
(本次项目编写运用了模块化编程，更有利于代码阅读与理解。)
CubeMX配置、主要函数代码及说明：
一、CubeMX配置(第七届模拟题完整版)
1.使能外部高速时钟：
2.配置时钟树：
3.GPIO：
4.ADC(检测R37电压值):
5.TIM6:
6.I2C：
7.USART：
二、代码相关定义、声明
1.函数声明
main.c
void EEPROM_WriteBuff(uint8_t addr,uint8_t *writeBuff,uint16_t numByteToWrite); //EEPROM写数组函数
void EEPROM_ReadBuff(uint8_t addr,uint8_t *readBuff,uint16_t numByteToRead); //EEPROM读数组函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);//定时器中断函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口接收中断
void LCD_Init_Show(); //LCD初始化显示界面
void LCD_Refresh(uint8_t page); //LCD更新
void Level_change(); //检测Level是否改变
void Data_Read(); //数据读取
void Data_Save(); //数据保存
gpio.h
void KEY_Scan(void); //按键扫描
void LED_AllClose(uint8_t *LED_Close); //LED关闭函数
adc.h
double ADC_GetValue(void); //获取R37电压值
2.宏定义
gpio.h
#define LED_GPIO_PORT GPIOC
#define LED1_GPIO_PIN GPIO_PIN_8
#define LED2_GPIO_PIN GPIO_PIN_9
#define LED3_GPIO_PIN GPIO_PIN_10
#define LED4_GPIO_PIN GPIO_PIN_11
#define LED5_GPIO_PIN GPIO_PIN_12
#define LED6_GPIO_PIN GPIO_PIN_13
#define LED7_GPIO_PIN GPIO_PIN_14
#define LED8_GPIO_PIN GPIO_PIN_15
#define ON GPIO_PIN_RESET
#define OFF GPIO_PIN_SET
#define LED1(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN,a)
#define LED2(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN,a)
#define LED3(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN,a)
#define LED4(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED4_GPIO_PIN,a)
#define LED5(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED5_GPIO_PIN,a)
#define LED6(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED6_GPIO_PIN,a)
#define LED7(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED7_GPIO_PIN,a)
#define LED8(a) HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT,LED8_GPIO_PIN,a)
#define KEY1_GPIO_PORT GPIOB
#define KEY1_GPIO_PIN GPIO_PIN_0
#define KEY2_GPIO_PORT GPIOB
#define KEY2_GPIO_PIN GPIO_PIN_1
#define KEY3_GPIO_PORT GPIOB
#define KEY3_GPIO_PIN GPIO_PIN_2
#define KEY4_GPIO_PORT GPIOA
#define KEY4_GPIO_PIN GPIO_PIN_0
3.变量定义
main.c
uint8_t Threshold_1; //阈值1
uint8_t Threshold_2; //阈值2
uint8_t Threshold_3; //阈值3
uint8_t Threshold_step=5; //阈值每次改变值
uint8_t Threshold_max=95; //阈值更改上限值
uint8_t Threshold_min=5; //阈值更改下限值
uint8_t EE_T1_addr=0x00; //T1在EEPROM中的存储地址
uint8_t EE_T2_addr=0x08; //T2在EEPROM中的存储地址
uint8_t EE_T3_addr=0x10; //T3在EEPROM中的存储地址
double v_value; //R37电压值
int heigh; //液位高度
uint8_t level; //液位等级
uint8_t level_old; //上一次液位等级
uint8_t recDat; //串口接收的数据
uint8_t LED3_Flag=0; //LED3闪烁标志位
uint8_t LED2_Flag; //LED2闪烁标志位
uint8_t interNum=0; //进入中断次数 每次为0.1s 10次为1s
uint8_t LED2_intNum=0; //LED2状态改变次数 每0.1s反转一次 到达10则完成5次闪烁
uint8_t LED3_intNum=0; //LED3状态改变次数 每0.1s反转一次 到达10则完成5次闪烁
char str[30]; //用于组合字符串
uint8_t LED_Close[4]={
0,0,1,1}; //LED灯关闭数组 值为1 则下标对应LED关闭
gpio.c
uint8_t line_now=96;//当前行对应坐标 下面同理
const uint8_t line_step=48;
const uint8_t line_beg=96;
const uint8_t line_end=192;
const uint8_t add=1;
const uint8_t sub=2;
extern uint8_t Threshold_1;
extern uint8_t Threshold_2;
extern uint8_t Threshold_3;
extern uint8_t Threshold_step;
extern uint8_t Threshold_max;
extern uint8_t Threshold_min;
extern uint8_t LED_Close[4];
extern uint8_t interNum;
三、主要函数
1.按键相关函数
将按键按下后执行的操作封装为一个个独立的函数进行调用，降低函数间的耦合度。
gpio.c
/* KEY */
void Setting_Mode()//设置模式
{
line_now=line_beg;
Line_change();
while(1)
{
LED_AllClose(LED_Close);//更新LED
if(interNum>9)//到达1s后重置中断次数标志位
interNum=0;
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)//save data
{
HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET);
Data_Save();//保存数据
LCD_Refresh(1);//LCD更新为第一页
break;//退出循环
}
}
else if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)//change line
{
HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_PORT,KEY2_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET);
line_now+=line_step;//行增加
if(line_now>line_end)//若大于结尾行则回到起始行
line_now=line_beg;
Line_change();//更新显示
}
}
else if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_PORT,KEY3_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)//++
{
HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_PORT,KEY3_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY3_GPIO_PORT,KEY3_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET);
Data_change(add);//在加模式更改数据
Line_change();//更新显示
}
}
else if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY4_GPIO_PORT,KEY4_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)//--
{
HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY4_GPIO_PORT,KEY4_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY4_GPIO_PORT,KEY4_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET);
Data_change(sub);//在减模式更改数据
Line_change();//更新显示
}
}
}
}
void KEY_Scan()//按键扫描
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)
{
HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN)==GPIO_PIN_RESET);
LCD_Refresh(2);//LCD更新为第二页
Setting_Mode();//进入设置模式
}
}
}
2.换行
当前行高亮，前一行恢复。
gpio.c
void Line_change()
{
char str1[30];
char str2[30];
switch(line_now)
{
case line_beg+0*line_step:
sprintf(str1," Threshold 1:%dcm ",Threshold_1);//当前行
sprintf(str2," Threshold 3:%dcm ",Threshold_3);//上一行
break;
case line_beg+1*line_step:
sprintf(str1," Threshold 2:%dcm ",Threshold_2);
sprintf(str2," Threshold 1:%dcm ",Threshold_1);
break;
case line_beg+2*line_step:
sprintf(str1," Threshold 3:%dcm ",Threshold_3);
sprintf(str2," Threshold 2:%dcm ",Threshold_2);
break;
}
LCD_SetBackColor(White);
LCD_SetTextColor(Black);
LCD_DisplayStringLine(line_now,(unsigned char*)str1);//当前行高亮
LCD_SetBackColor(Black);
LCD_SetTextColor(White);
if(line_now==line_beg)//第一行的上一行为最后一行
LCD_DisplayStringLine(line_end,(unsigned char*)str2);//上一行恢复
else
LCD_DisplayStringLine(line_now-line_step,(unsigned char*)str2);
}
3.更改数据
mode判断加模式还是减模式，switch判断是哪种数据要被改变。
gpio.c
void Data_change(uint8_t mode)
{
switch(line_now)
{
case line_beg+0*line_step:
if(mode==add)
{
if(Threshold_1+Threshold_step!=Threshold_2)//增加后不可与第二阈值相等
Threshold_1+=Threshold_step;
}
else
{
Threshold_1-=Threshold_step;
if(Threshold_1<Threshold_min)//减小后不可小于最低阈值
Threshold_1=Threshold_min;
}
break;
case line_beg+1*line_step:
if(mode==add)
{
if(Threshold_2+Threshold_step!=Threshold_3)//增加后不可与第三阈值相等
Threshold_2+=Threshold_step;
}
else
{
if(Threshold_2-Threshold_step!=Threshold_1)//减小后不可与第一阈值相等
Threshold_2-=Threshold_step;
}
break;
case line_beg+2*line_step:
if(mode==add)
{
Threshold_3+=Threshold_step;
if(Threshold_3>Threshold_max)//增加后不可大于最高阈值
Threshold_3=Threshold_max;
}
else
{
if(Threshold_3-Threshold_step!=Threshold_2)//减小后不可与第二阈值相等
Threshold_3-=Threshold_step;
}
break;
}
}
4.检测液位等级是否改变
随电压值、阈值变化而变化，与电压值一样每一秒检测一次即可。
main.c
void Level_change()//检测Level是否改变
{
static uint8_t first=1;//第一次进入函数标志位(开机初始化时调用)
level_old=level;
if(heigh<=Threshold_1)
{
level=0;
}
else if(Threshold_1<heigh && heigh<=Threshold_2)
{
level=1;
}
else if(Threshold_2<heigh && heigh<=Threshold_3)
{
level=2;
}
else if(Threshold_3<heigh)
{
level=3;
}
if(first)//第一次认为无改变
{
first=0;
level_old=level;
}
else if(level!=level_old)//如果发生改变
{
LED2_Flag=1; //LED2开启闪烁
LED2_intNum=0; //重置LED2状态改变次数
if(level>level_old)
printf("a:H%d+L%d+U\r\n",heigh,level);
else
printf("a:H%d+L%d+D\r\n",heigh,level);
}
}
5.串口接收中断
接收到数据后开启LED3闪烁，并判断接收的指令进行反馈。
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)//串口接收中断
{
LED3_Flag=1; //LED3开启闪烁
LED3_intNum=0; //重置LED3状态改变次数
if(recDat=='C') //如果接收的数据为C
{
printf("C:H%d+L%d\r\n",heigh,level);
}
else if(recDat=='S') //如果接收的数据为S
{
printf("S:TL%d+TM%d+TH%d\r\n",Threshold_1,Threshold_2,Threshold_3);
}
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&recDat,1);
}
6.定时器中断
控制LED状态
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//定时器中断函数
{
interNum++;
if(interNum>9)//到达10则重置
{
if(LED_Close[1]==1)
LED_Close[1]=0;
else
LED_Close[1]=1;
}
if(LED2_Flag)//LED2开启闪烁
{
LED2_intNum++;
if(LED_Close[2]==1)
LED_Close[2]=0;
else
LED_Close[2]=1;
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN);
if(LED2_intNum>9)
{
LED2_Flag=0;
LED2_intNum=0;
LED_Close[2]=1;
}
}
if(LED3_Flag)//LED3开启闪烁
{
LED3_intNum++;
if(LED_Close[3]==1)
LED_Close[3]=0;
else
LED_Close[3]=1;
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN);
if(LED3_intNum>9)
{
LED3_Flag=0;
LED3_intNum=0;
LED_Close[3]=1;
}
}
}
7.LED关闭函数
本题6(定时器中断)+7(LED关闭函数)即可实现闪烁频率的精准控制，6控制灯状态为灭还是亮，保存在数组里，LCD就影响不了，再调用7判断如果数组中值为1，则下标对应LED关闭，否则为开启，理解了逻辑很好写。
void LED_AllClose(uint8_t *LED_Close)//LED_Close数组中值为1 则下标对应LED关闭
{
uint8_t i;
LED1(ON);//默认开启LED1~LED3
LED2(ON);
LED3(ON);
for(i=1;i<4;i++)
{
if(LED_Close[i])//若值为1则关闭 值为0则亮 通过修改数组值达到闪烁
{
switch(i)
{
case 1:
LED1(OFF);
break;
case 2:
LED2(OFF);
break;
case 3:
LED3(OFF);
break;
}
}
}
LED4(OFF);
LED5(OFF);
LED6(OFF);
LED7(OFF);
LED8(OFF);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
}
8.Main函数
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_ADC2_Init();
MX_TIM6_Init();
MX_USART1_UART_Init();
I2CInit();
/* USER CODE BEGIN 2 */
LCD_Init();//LCD初始化
HAL_ADC_Start(&hadc2);//ADC开启
Data_Read();//从EEPROM中读取数据
v_value=ADC_GetValue();//获取R37电压值
heigh=v_value/3.3*100;//计算当前液位高度
Level_change();//液位等级更新
LCD_Init_Show();//LCD显示初始化 将以上数据进行显示
TIM6->SR=0;//定时器更新标记清零
TIM6->CNT=0;//重置计数值
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);//开启定时器
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&recDat,1);//开启串口接收中断
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
KEY_Scan();//按键扫描
if(interNum>9)//如果进入10次中断 每次0.1s 即1s
{
interNum=0;//重置进入中断次数标记位
v_value=ADC_GetValue();//更新R37电压值
heigh=v_value/3.3*100;//更新液位高度
Level_change();//更新液位等级
LCD_Refresh(1); //更新LCD显示
}
LED_AllClose(LED_Close);//实时检测是否需要更新LED状态 达到准确无误的闪烁频率
}
/* USER CODE END 3 */
}
四、实验结果
五、源码(转载请注明出处)
总结
以上就是全部内容，如有错误请批评指正。