【 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省赛

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
1
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7

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<<pos; //位选
	select573(6);
	select573(0);
	
	P0 = buf[pos]; //段选
	select573(7);
	select573(0);
}
void seg_proc()
{
	 	if(count_temp)return;
	  count_temp = 1;
	//这次的数码管显示要比前几届都要复杂，前期搭建框架的时候要特别注意一些细节的地方
	//比如说题目要求在采集次数为0时，回显界面除了标志符号和触发次数以外其他全部熄灭，
	//在频率采集到无效数字的时候要显示AA字母。
	  temp_proc();
	  if(!wet_temp_model)
		{	
		if(seg_model==0)//时间界面
		{	
			  ds1302_proc();
				ucbuf[0] = date_nodot[time_now[0]/16];
				ucbuf[1] = date_nodot[time_now[0]%16];
		    ucbuf[2] = 0xbf;
		    ucbuf[3] = date_nodot[time_now[1]/16];
				ucbuf[4] = date_nodot[time_now[1]%16];
		    ucbuf[5] = 0xbf;
		    ucbuf[6] = date_nodot[time_now[2]/16];
				ucbuf[7] = date_nodot[time_now[2]%16];	
		}
		else if(seg_model==1)//回显界面
		{
			if(sample_count)//采集次数大于0时
			{
				if(recall_model==0)//温度回显界面
				{
					ucbuf[0] = 0xc6;//标志位C
					ucbuf[1] = 0xff;
					ucbuf[2] = date_nodot[uitemp_max/10];
					ucbuf[3] = date_nodot[uitemp_max/10];
					ucbuf[4] = 0xff;
					ucbuf[5] = date_nodot[uitemp_ave/100];
					ucbuf[6] = date_dot[uitemp_ave%100/10];
					ucbuf[7] = date_nodot[uitemp_ave%10];
				}
				else if(recall_model==1)//湿度回显界面
				{
					ucbuf[0] = 0x89;//标志位H
					ucbuf[1] = 0xff;
					ucbuf[2] = date_nodot[uiwet_max/10];
					ucbuf[3] = date_nodot[uiwet_max/10];
					ucbuf[4] = 0xff;
					ucbuf[5] = date_nodot[uiwet_ave/100];
					ucbuf[6] = date_dot[uiwet_ave%100/10];
					ucbuf[7] = date_nodot[uiwet_ave%10];
				}
				else if(recall_model==2)//时间回显界面
				{
					ucbuf[0] = 0x8e;//标志位F
					ucbuf[1] = date_nodot[sample_count/10];
					ucbuf[2] = date_nodot[sample_count%10];
					ucbuf[3] = date_nodot[sample_time[0]/16];
					ucbuf[4] = date_nodot[sample_time[0]%16];
					ucbuf[5] = 0xbf;
					ucbuf[6] = date_nodot[sample_time[1]/16];
					ucbuf[7] = date_nodot[sample_time[1]%16];
				}
			}
			else//采集次数等于0时
			{
				if(recall_model==0)//温度回显界面
				{
					ucbuf[0] = 0xc6;//标志位C
					ucbuf[1] = 0xff;
					ucbuf[2] = 0xff;ucbuf[3] = 0xff;ucbuf[4] = 0xff;
					ucbuf[5] = 0xff;ucbuf[6] = 0xff;ucbuf[7] = 0xff;
				}
				else if(recall_model==1)//湿度回显界面
				{
					ucbuf[0] = 0x89;//标志位H
					ucbuf[1] = 0xff;
					ucbuf[2] = 0xff;ucbuf[3] = 0xff;ucbuf[4] = 0xff;
					ucbuf[5] = 0xff;ucbuf[6] = 0xff;ucbuf[7] = 0xff;
				}
				else if(recall_model==2)//时间回显界面
				{
					ucbuf[0] = 0x8e;//标志位F
					ucbuf[1] = date_nodot[sample_count/10];
					ucbuf[2] = date_nodot[sample_count%10];
					ucbuf[3] = 0xff;ucbuf[4] = 0xff;ucbuf[5] = 0xff;
					ucbuf[6] = 0xff;ucbuf[7] = 0xff;
				}
			}
			
		}
		else if(seg_model==2)//参数显示界面
		{
			ucbuf[0] = 0x8c;
		  ucbuf[1] = 0xff;
		  ucbuf[2] = 0xff;
		  ucbuf[3] = 0xff;
		  ucbuf[4] = 0xff;
		  ucbuf[5] = 0xff;
		  ucbuf[6] = date_nodot[uitemp_refer/10];
		  ucbuf[7] = date_nodot[uitemp_refer%10];
		}
	 }
	else//当前温度和湿度界面
	{
      ucbuf[0] = 0x86;
		  ucbuf[1] = 0xff;
		  ucbuf[2] = 0xff;
		  ucbuf[3] = date_nodot[uitemp_sample[sample_count]/10];
		  ucbuf[4] = date_nodot[uitemp_sample[sample_count]%10];
		  ucbuf[5] = 0xff;
		  if(fre_work)//采集到有效湿度
			{
				ucbuf[6] = date_nodot[uiwet_sample[sample_count]/10];
				ucbuf[7] = date_nodot[uiwet_sample[sample_count]%10];	//将最新保存的温湿度数据显示3s
			}
			else//采集到无效湿度
			{
				ucbuf[6] = 0x88;
				ucbuf[7] = 0x88;	
			}
	}
}
//===================开定时器================
void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
	count_f++;
}

void Timer0_Init(void)		
{
	TMOD &= 0xF0;			//设置定时器模式
	TMOD |= 0x04;      
	TL0 = 0xff;				//设置定时初始值
	TH0 = 0xff;				//设置定时初始值
	TF0 = 0;				//清除TF0标志
	TR0 = 1;				//定时器0开始计时
	ET0 = 1;				//使能定时器0中断
}

void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{
	ulms++;//滴答计时
	if(ulms%100) ul100ms++;
	if(++count_key==10){count_key=0;}
	if(++count_temp==500){count_temp=0;}
	if(++count_adc==20){count_adc=0;}
	if(S9_flag){S9_time++;}
	if(++count_t==1000){frequency = count_f;count_f = 0;count_t =0;}//算频率
	if(wet_temp_model)//处于温度湿度界面时开始计时
	{
		if(++wet_temp_time>=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,i<sample_count,i++)
		{
			if(uitemp_sample[i]>uitemp_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
	}
}
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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。