第十二届蓝桥杯嵌入式省赛第一场真题(基于HAL库的巨简代码＋超级详解)_蓝桥杯嵌入式真题

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前言

相关说明：

开发板：CT117E-M4(STM32G431RBT6)
开发环境： CubeMX+Keil5
涉及题目：第十二届蓝桥杯嵌入式省赛第一场真题
技巧：字符串比较 、字符串数组转移提取、for和return搭配使用、goto语句、利用%c和%s打印

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CubeMX配置、主要函数代码及说明：

一、CubeMX配置(第十二届省赛第一场真题)

1.使能外部高速时钟：

2.配置时钟树：

3.GPIO：

4.TIM17(通道1 PA7 PWM输出)：

5.UART：

6.NVIC优先级：

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二、代码相关定义、声明

1.变量声明

unsigned char jiemian;//显示界面  0为车位显示界面 1为费率设置界面
unsigned char cnbr_num;//CNBR类型车辆已停数量
unsigned char vnbr_num;//VNBR类型车辆已停数量
unsigned char all_num=8;//车位总数量
unsigned char rx,rx_buf[30],rx_dex;//串口相关变量
float cnbr_cost=3.50,vnbr_cost=2.00;//停车费率
unsigned char pwm_ctr;//PA7端口输出状态 0为低电平状态 1为脉冲信号状态

typedef struct
{
	unsigned char id[5];//车辆编号
	unsigned char type[5];//车辆类型
	unsigned char year;//进入时间-年
	unsigned char month;//进入时间-月
	unsigned char day;//进入时间-日
	unsigned char hour;//进入时间-时
	unsigned char min;//进入时间-分
	unsigned char sec;//进入时间-秒
	unsigned char isempty;//空位标志位 0为该位置没有车辆 1为该位置有车辆（此标志很巧妙，值得学习！！！）
}Database;//每个停车位置所包含的信息
Database Car_data[8];//定义含有8个结构体的数组来表示8个停车位置
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2.函数声明

void Key_Proc();
void Lcd_Proc();
void Uart_Proc();
void Led_Proc();
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三、主要函数

1.函数初始化

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_TIM17_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  Led_Init();
  LCD_Init();
  LCD_Clear(Black);
  LCD_SetBackColor(Black);
  LCD_SetTextColor(White);
	
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim17,TIM_CHANNEL_1);
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&rx,1);

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
	Key_Proc();
    Lcd_Proc();
    Uart_Proc();
	Led_Proc();
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
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2.按键切换界面、修改费率、切换PA7输出状态

void Key_Proc()
{
	static __IO uint32_t Key_Tick;
	static unsigned char key_old;
	unsigned char key_value,key_down;
	
	if(uwTick-Key_Tick<50)
		return;
	Key_Tick=uwTick;
	
	key_value=Key_Scan();
	key_down=key_value&(key_value^key_old);
	key_old=key_value;
	
	switch(key_down)
	{
		case 1:
			jiemian^=1;//按下B1可使标志位切换0和1  从而切换LCD界面
			LCD_Clear(Black);
		break;
		
		case 2:
			if(jiemian)//费率界面  按下B2
			{
				cnbr_cost+=0.5;//CNBR类型车辆停车费率增加0.5元
				vnbr_cost+=0.5;//VNBR类型车辆停车费率增加0.5元
			}
		break;
		
		case 3:
			if(jiemian)//费率界面  按下B3
			{
				if(vnbr_cost-0.5>=0.5)//确保费率最低为0.5元，为0的话停车场不赚钱
				{
					cnbr_cost-=0.5;//CNBR类型车辆停车费率减少0.5元
					vnbr_cost-=0.5;//VNBR类型车辆停车费率减少0.5元
				}
			}
		break;
		
		case 4:
			pwm_ctr^=1;//任何界面 按下B4切换PA7输出状态
			if(pwm_ctr==0)//持续低电平
				__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim17,TIM_CHANNEL_1,0);
			else//2kHz 20%占空比脉冲信号
				__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim17,TIM_CHANNEL_1,100);
		break;
	}
}
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3.LCD显示

void Lcd_Proc()
{
	static __IO uint32_t Lcd_Tick;
	unsigned char lcd_spring[21];
	
	if(uwTick-Lcd_Tick<100)
		return;
	Lcd_Tick=uwTick;
	
	if(jiemian==0)//车位显示界面
	{
		sprintf((char*)lcd_spring,"       Data");//显示界面名称Data
		LCD_DisplayStringLine(Line1,lcd_spring);
		
		sprintf((char*)lcd_spring,"   CNBR:%1d",cnbr_num);//显示已停CNBR类型车辆数量
		LCD_DisplayStringLine(Line3,lcd_spring);
		
		sprintf((char*)lcd_spring,"   VNBR:%1d",vnbr_num);//显示已停VNBR类型车辆数量
		LCD_DisplayStringLine(Line5,lcd_spring);
		
		sprintf((char*)lcd_spring,"   IDLE:%1d",all_num);//显示目前剩余车位数量
		LCD_DisplayStringLine(Line7,lcd_spring);
	}
	else//费率设置界面
	{
		sprintf((char*)lcd_spring,"       Para");//显示界面名称Para
		LCD_DisplayStringLine(Line1,lcd_spring);
		
		sprintf((char*)lcd_spring,"   CNBR:%4.2f        ",cnbr_cost);//显示CNBR类型停车费率
		LCD_DisplayStringLine(Line3,lcd_spring);
		
		sprintf((char*)lcd_spring,"   VNBR:%4.2f        ",vnbr_cost);//显示VNBR类型停车费率
		LCD_DisplayStringLine(Line5,lcd_spring);
	}
}
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4.判断串口接收数据是否合法

unsigned char isRxCplt()//返回值为0时，数据不合法
{
	if(rx_dex!=22)//未接收够指定的22位数据
		return 0;
	if(((rx_buf[0]=='C')||(rx_buf[0]=='V'))&&(rx_buf[1]=='N')&&(rx_buf[2]=='B')&&(rx_buf[3]=='R')&&(rx_buf[4]==':')&&(rx_buf[9]==':'))//确保车辆类型和标点符号无误
	{
		unsigned char i;
		for(i=10;i<22;i++)
		{
			if((rx_buf[i]>'9')&&(rx_buf[i]<'0'))//确保时间为阿拉伯数字，车辆编号不用确保，可以有字母
				return 0;
		}
		return 1;
	}
	else
		return 0;
}
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5.判断车辆是否已在停车场

unsigned char isExis(unsigned char* str)
{
	unsigned char i;
	
	for(i=0;i<8;i++)//检索8个车位
	{
		if(strcmp((char*)str,(char*)Car_data[i].id)==0)//停车前先进行车辆编号字符串比较，看是否有之前存过的车辆，有的话即为出停车场，没有的话为进停车场
			return i;//有的话返回停车位置的编号
	}
	return 0xFF;//没有的话返回除0-7之外的任意数即可，这里取0xFF
}
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6.判断是否有空闲停车位置

unsigned char isEmpty()
{
	unsigned char i;
	
	for(i=0;i<8;i++)//检索8个车位
	{
		if(Car_data[i].isempty==0)//空位标志位为0，该位置空闲
			return i;//返回该位置编号
	}
	return 0xFF;//没有空闲位置，停车场全满，返回除0-7之外的任意数即可，这里取0xFF
}
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7.车辆进出停车场信息存储删减、费用计算

//d_str为提取后的字符串数组，str为待提取的字符串数组
//num为从第几位开始提取，注意：例如从第三位开始提取的话num=2，lenth为提取的长度
void Str_Tran(unsigned char* d_str,unsigned char* str,unsigned char	num,unsigned char lenth)
{
	unsigned char i;
	for(i=0;i<lenth;i++)
		d_str[i]=str[num+i];
	d_str[lenth]='\0';//添加字符串数组结尾标识符，便于使用字符串有关函数
}

void Uart_Proc()
{
	static __IO uint32_t Uart_Tick;
	unsigned char tx[30];
	
	if(uwTick-Uart_Tick<100)
		return;
	Uart_Tick=uwTick;
	
	if(isRxCplt())//串口接收数据合法
	{
		unsigned char car_id[5],car_type[5],year,month,day,hour,min,sec;//定义局部车辆信息，用于信息提取
		
		//接收的是16进制编码，需转化为10进制，例如接收的年份数据为0x32 0x30，那么对应的年份为20
		year=(rx_buf[10]-'0')*10+(rx_buf[11]-'0');
		month=(rx_buf[12]-'0')*10+(rx_buf[13]-'0');
		day=(rx_buf[14]-'0')*10+(rx_buf[15]-'0');
		hour=(rx_buf[16]-'0')*10+(rx_buf[17]-'0');
		min=(rx_buf[18]-'0')*10+(rx_buf[19]-'0');
		sec=(rx_buf[20]-'0')*10+(rx_buf[21]-'0');
		
		if((month>12)||(day>31)||(hour>23)||(min>59)||(sec>59))//时间不合法，出错
			goto SEND_ERROR;//跳转到SEND_ERROR执行，SEND_ERROR之前的都不执行
		
		//时间合法
		Str_Tran(car_id,rx_buf,5,4);//从串口数组中提取车辆编号信息
		Str_Tran(car_type,rx_buf,0,4);//从串口数组中提取车辆类型信息
		
		//得到车辆编号之后，先判断车辆是进停车场还是出停车场
		if(isExis(car_id)==0xFF)//不存在该车辆编号，说明是进停车场
		{
			unsigned char in_locate=isEmpty();//查询是否有空闲位置，有则返回位置编号，没有则返回0xFF
			
			if(in_locate==0xFF)//无空闲位置，出错
				goto SEND_ERROR;//跳转到SEND_ERROR执行，SEND_ERROR之前的都不执行
			
			//有空闲位置
			Str_Tran(Car_data[in_locate].type,car_type,0,4);//将车辆类型存入车位信息中
			Str_Tran(Car_data[in_locate].id,car_id,0,4);//将车辆编号存入车位信息中
			//将车辆进入时间存入车位信息中
			Car_data[in_locate].year=year;
			Car_data[in_locate].month=month;
			Car_data[in_locate].day=day;
			Car_data[in_locate].hour=hour;
			Car_data[in_locate].min=min;
			Car_data[in_locate].sec=sec;
			Car_data[in_locate].isempty=1;//标志位置1，表示位置已有车辆
			
			if(Car_data[in_locate].type[0]=='C')//CBNR类型车辆进停车场
				cnbr_num++;//CBNR类型停车数量+1
			else if(Car_data[in_locate].type[0]=='V')//VBNR类型车辆进停车场
				vnbr_num++;//VBNR类型停车数量+1
			all_num--;//总车位数量-1，即剩余空闲位置
		}
		
		else if(isExis(car_id)!=0xFF)//车辆存在，即出停车场
		{
			unsigned char out_locate=isExis(car_id);//获取车辆停车位置编号
			signed int time;//定义时间自然数，可正可负可为0
			
			if(strcmp((char*)car_type,(char*)Car_data[out_locate].type)!=0)//车辆编号虽然一样，但车辆类型不一样，出错
				goto SEND_ERROR;//跳转到SEND_ERROR执行，SEND_ERROR之前的都不执行
			
			time=(year-Car_data[out_locate].year)*365*24*60*60+(month-Car_data[out_locate].month)*31*24*60*60+(day-Car_data[out_locate].day)*24*60*60
			+(hour-Car_data[out_locate].hour)*60*60+(min-Car_data[out_locate].min)*60+(sec-Car_data[out_locate].sec);//计算车辆停的时间，单位为秒
			
			if(time<0)//停车时间是负的，说明出停车场的时间早于进停车场的时间，出错
				goto SEND_ERROR;//跳转到SEND_ERROR执行，SEND_ERROR之前的都不执行
			
			time=(time+3599)/3600;//不足一小时，按一小时统计。很奇妙！！！自己列举体会一下
			
			sprintf((char*)tx,"%s:%s:%d:%.2f\r\n",Car_data[out_locate].type,Car_data[out_locate].id,time,(Car_data[out_locate].type[0]=='C'?time*cnbr_cost:time*vnbr_cost));//计算停车费用，也可以用if语句来写
			HAL_UART_Transmit(&huart1,tx,strlen(tx),50);
			
			if(Car_data[out_locate].type[0]=='C')//CBNR类型车辆出停车场
				cnbr_num--;//CBNR类型停车数量-1
			else if(Car_data[out_locate].type[0]=='V')//VBNR类型车辆出停车场
				vnbr_num--;//VBNR类型停车数量-1
			all_num++;//总车位数量+1，即剩余空闲位置
			
			memset(&Car_data[out_locate],0,sizeof(Car_data[out_locate]));//清空该停车位置的车辆信息
		}
	}
	
	goto CLEAR;//跳转到CLEAR执行，CLEAR之前的都不执行
	
	SEND_ERROR:
	    sprintf((char*)tx,"Error\r\n");//向串口软件发送接收错误
		HAL_UART_Transmit(&huart1,tx,strlen(tx),50);
	
	CLEAR:
		memset(&rx_buf,0,sizeof(rx_buf));//清空串口接收数组中的数据
		rx_dex=0;//串口接收数据数组索引清0
}
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8.LED点亮、熄灭

void Led_Proc()
{
	static __IO uint32_t Tick;
	static unsigned char uled;
	
	if(uwTick-Tick<200)
		return;
	Tick=uwTick;
	
	if(all_num)//存在空闲车位
		uled|=0x01;//LED1点亮
	else//不存在空闲车位
		uled&=~0x01;//LED1熄灭
	
	if(pwm_ctr)//PA7输出脉冲信号
		uled|=0x02;//LED2点亮
	else//PA7低电平状态
		uled&=~0x02;//LED2熄灭
	
	Led_Disp(uled);//LED显示函数
}

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9.串口中断回调函数

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	rx_buf[rx_dex++]=rx;//一位一位存入缓存数组，索引＋1
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&rx,1);//重新开启接收中断
}
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四、经验与感受 细节剖析（后续补充）

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五、链接

1.第十三届蓝桥杯嵌入式国赛真题(基于HAL库的巨简代码＋超级详解)

2.第十三届蓝桥杯嵌入式省赛第一场真题(基于HAL库的巨简代码＋超级详解)

3.第十三届蓝桥杯嵌入式省赛第二场真题(基于HAL库的巨简代码＋超级详解)