原題展示

原題分析

模擬賽1的題目中需要的準(zhǔn)備的知識(shí)點(diǎn)不多，其中只用到了串口、LCD、LED、按鍵、定時(shí)器的PWM輸出、以及ADC等幾個(gè)模塊，題目要求也簡(jiǎn)單詳細(xì)并且數(shù)量不多，非常適合入門比賽，以及整合自己比賽的模塊。
與模擬賽2相比，當(dāng)然是模擬賽2的試題比較難啦，雖然需要的模塊差不多，但是模擬賽2的功能要求相對(duì)較多、較為復(fù)雜。
與省賽相比嘛，只能說(shuō)省賽的功能要求更多、功能更加復(fù)雜，其余的需要大家自己體會(huì)。??????

題解

LED相關(guān)

通過(guò)查詢產(chǎn)品手冊(cè)知，LED的引腳為PC8~PC15，外加鎖存器74HC573需要用到的引腳PD2。（由于題目要求除題目要求需要使用的LED外其他LED都處于熄滅狀態(tài)，此處特意將所有的LED都初始化以便于管理其他的LED燈）
CubeMX配置:

代碼樣例
由于G431的所有LED都跟鎖存器74HC573連接，因此每次更改LED狀態(tài)時(shí)都需要先打開鎖存器，寫入數(shù)據(jù)后再關(guān)閉鎖存器。

/*****************************************************
* 函數(shù)功能：改變所有LED的狀態(tài)
* 函數(shù)參數(shù)：
*			char LEDSTATE: 0-表示關(guān)閉 1-表示打開
* 函數(shù)返回值：無(wú)
******************************************************/
void changeAllLedByStateNumber(char LEDSTATE)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
					|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12,(LEDSTATE==1?GPIO_PIN_RESET:GPIO_PIN_SET));
	//打開鎖存器    準(zhǔn)備寫入數(shù)據(jù)
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
	//關(guān)閉鎖存器 鎖存器的作用為 使得鎖存器輸出端的電平一直維持在一個(gè)固定的狀態(tài)
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}

/*****************************************************
* 函數(shù)功能：根據(jù)LED的位置打開或者是關(guān)閉LED
* 函數(shù)參數(shù)：
*			uint16_t LEDLOCATION:需要操作LED的位置
*			char LEDSTATE: 0-表示關(guān)閉 1-表示打開
* 函數(shù)返回值：無(wú)
******************************************************/
void changeLedStateByLocation(uint16_t LEDLOCATION,char LEDSTATE)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,LEDLOCATION,(LEDSTATE==1?GPIO_PIN_RESET:GPIO_PIN_SET));
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}

試題要求的LED顯示其條件都比較單一，在滿足點(diǎn)亮條件時(shí)直接點(diǎn)亮，否則，就直接熄滅即可，至于閃爍的周期控制，可以借助與sysTick中斷實(shí)現(xiàn)，如果就因此再開一個(gè)定時(shí)器就有點(diǎn)浪費(fèi)資源了。（雖然小編以前經(jīng)常這樣子干??????）

小編寫的LED工作邏輯函數(shù)：

/***************************************
* 函數(shù)功能：LED顯示邏輯函數(shù)
* 函數(shù)參數(shù)：無(wú)
* 函數(shù)返回值：無(wú)
***************************************/
static void ledWork(void)
{
	// 外部聲明的計(jì)數(shù)值
	extern uint16_t count;
	// 數(shù)據(jù)界面
	if(LCDmod == 0 && HAL_GetTick()%90==0)
	{
		changeLedStateByLocation(LED1,1);
		changeLedStateByLocation(LED2,0);
	}
	// 參數(shù)界面
	else if(LCDmod == 1 && HAL_GetTick()%90==0)
	{
		changeLedStateByLocation(LED1,0);
		changeLedStateByLocation(LED2,1);
	}
	// r37 > vTemp
	if(r37 > VTemp)
	{	
		if(count >= 100)
		{
			rollbackLedByLocation(LED3);
			count = 0;
		}
	}
	else 
		changeLedStateByLocation(LED3,0);
}

這邊不能夠直接使用HAL_GetTick()函數(shù)計(jì)時(shí)，因?yàn)槭褂迷摵瘮?shù)計(jì)時(shí)會(huì)LED閃爍時(shí)出現(xiàn)頻率不一致的情況。
此處，特意使用count來(lái)計(jì)數(shù)定時(shí)，該變量是放置在一個(gè)1ms觸發(fā)一次的定時(shí)器中。

LCD相關(guān)

樣例代碼
由于LCD的相關(guān)代碼在官方給的比賽資源數(shù)據(jù)包中存在，因此，可以直接調(diào)用資源包中的.c、.h文件來(lái)完成LCD的相關(guān)初始化以及顯示。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的LCD初始化函數(shù)，其功能是將LCD顯示屏初始化為一個(gè)背景色為黑色、字體顏色為白色的屏幕，具體代碼如下：

/******************************************************************************
* 函數(shù)功能：LCD初始化
* 函數(shù)參數(shù)：無(wú)
* 函數(shù)返回值：無(wú)
*******************************************************************************/
void lcdInit(void)
{
	//HAL庫(kù)的初始化
	LCD_Init();
	//設(shè)置LCD的背景色
	LCD_Clear(Black);
	//設(shè)置LCD字體顏色
	LCD_SetTextColor(White);
	//設(shè)置LCD字體的背景色
	LCD_SetBackColor(Black);
}

在顯示時(shí)，可以借助于sprintf()函數(shù)將需要顯示的數(shù)據(jù)格式成一個(gè)字符串，再在LCD上顯示這個(gè)字符串。

	char temp[20];
	LCD_DisplayStringLine(Line1,(u8*) "       DATA    ");
	sprintf(temp,"   VR37:%4.2fV    ",r37);

為了操作LED與LCD顯示方便，不讓其相互干擾，小編這里對(duì)LCD進(jìn)行了部分源碼改寫，使得每次LCD顯示時(shí)不改變LED的顯示狀態(tài)，具體的方法各位可以點(diǎn)擊查看【藍(lán)橋杯】一文解決藍(lán)橋杯嵌入式開發(fā)板(STM32G431RBT6)LCD與LED顯示沖突問(wèn)題，并講述LCD翻轉(zhuǎn)顯示。

下面附上小編完成模擬賽的LCD部分的詳細(xì)代碼：

/**
  * @Name    lcdDisplay
  * @brief   LCD顯示數(shù)據(jù)
  * @param   char mod：顯示模式 可以切換顯示數(shù)據(jù)
  * @retval  None
  * @author  黑心蘿卜三條杠
  * @Data    2023-04-02
 **/
static void lcdDisplay()
{
	char temp[20];
	// 數(shù)據(jù)顯示界面
	if(LCDmod == 0)
	{
		LCD_DisplayStringLine(Line1,(u8*) "       DATA    ");
		sprintf(temp,"   VR37:%4.2fV    ",r37);
		LCD_DisplayStringLine(Line3,(u8*)temp);
		sprintf(temp,"   PA7:%dHz     ",Pa7Frd);
		LCD_DisplayStringLine(Line5,(u8*)temp);
	}
	// 參數(shù)顯示界面
	else if(LCDmod == 1)
	{
		LCD_ClearLine(Line1);
		LCD_DisplayStringLine(Line3,(u8*)"       PARA     ");
		sprintf(temp,"     VP1:%3.1fV   ",VTemp);
		LCD_DisplayStringLine(Line5,(u8*)temp);
	}
}

（是不是非常簡(jiǎn)單粗暴。哈哈哈哈）

按鍵相關(guān)

????通過(guò)查詢產(chǎn)品手冊(cè)知，開發(fā)板上的四個(gè)按鍵引腳為PB0~PB2、PA0。
CubeMX配置

樣例代碼
由于主板上的按鍵數(shù)量較少，因此小編這里的按鍵讀取操作相對(duì)簡(jiǎn)單粗暴，其實(shí)現(xiàn)步驟為：

• 步驟一：判斷按鍵是否按下以及按鍵鎖是否打開，在兩者同時(shí)滿足的情況下進(jìn)入下一步；
• 步驟二：關(guān)閉按鍵鎖并且延時(shí)10ms，實(shí)現(xiàn)按鍵的延時(shí)消抖；
• 步驟三：再次讀取每個(gè)按鍵的值，判斷按鍵按下的位置；
• 步驟四：讀取每個(gè)按鍵的狀態(tài)，如果都處于松開狀態(tài)就打開按鍵鎖；

具體代碼實(shí)現(xiàn)：

/*********************************************
 * 函數(shù)功能：按鍵掃描 含按鍵消抖 無(wú)長(zhǎng)按短按設(shè)計(jì)
 * 函數(shù)參數(shù)：無(wú)
 * 函數(shù)返回值：按鍵的位置
 *            返回值說(shuō)明：B1-1 B2-2 B3-3 B4-4
*********************************************/
unsigned char scanKey(void)
{
	//按鍵鎖
	static unsigned char keyLock = 1;
    //記錄按鍵消抖時(shí)間
    // static uint16_t keyCount = 0;

	//按鍵按下
    if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) == RESET || HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) == RESET
      || HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2) == RESET || HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == RESET) 
      && keyLock == 1){
        //給按鍵上鎖 避免多次觸發(fā)按鍵
        keyLock = 0;
        
        //按鍵消抖 這里最好不要使用延時(shí)函數(shù)進(jìn)行消抖 會(huì)影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性
        // if(++keyCount % 10 < 5) return 0;
        // if(HAL_GetTick()%15 < 10) return 0;
        HAL_Delay(10);

        //按鍵B1
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) == RESET){
            return 1;
        }
        //按鍵B2
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) == RESET){
            return 2;
        }
        //按鍵B3
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2) == RESET){
            return 3;
        }
        //按鍵B4
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == RESET){
            return 4;
        }
    }
    //按鍵松開
    if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) == SET && HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) == SET
      && HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2) == SET && HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == SET) 
      && keyLock == 0){
        //開鎖
        keyLock = 1;
    }
    return 0;
}

調(diào)用上述函數(shù)后，即可判斷每次按鍵按下的位置，之后的按鍵邏輯函數(shù)就相對(duì)簡(jiǎn)單了，大家一起來(lái)看看吧！

/***************************************
* 函數(shù)功能：按鍵邏輯函數(shù)
* 函數(shù)參數(shù)：無(wú)
* 函數(shù)返回值：無(wú)
***************************************/
static void keyPro(void)
{
	// 按鍵掃描
	unsigned char keyRising = scanKey();
	switch(keyRising)
	{
		// B1  切換顯示界面
		case 1:
			LCDmod ^= 1;
			break;
		// B2 參數(shù)界面下增加電壓參數(shù)
		case 2:
			if(LCDmod)
			{
				VTemp += 0.3f;
				if(VTemp > 3.3f) VTemp = 0.0f;
			}
			break;
		// B3 數(shù)據(jù)界面下調(diào)節(jié)頻率
		case 3:
			if(!LCDmod)
			{
				Pa7Frd += 1000;
				if(Pa7Frd > 10000) Pa7Frd = 1000;
			}
			break;
		// 其他
		default:
			break;
	}
}

定時(shí)器相關(guān)

CubeMX配置
本屆試題定時(shí)器的功能為PWM輸入，PWM輸出時(shí)，如果大家不需要改變其占空比或者是頻率，那么大家就可以不用再管理這些個(gè)定時(shí)器了。

大家一起來(lái)看看定時(shí)器的PWM輸出的配置吧！

樣例代碼
模擬題中，需要大家能夠改變PWM輸出的頻率或占空比，大家對(duì)這個(gè)也非常感興趣吧，那么大家一起來(lái)看看吧！??????

/***************************************
* 函數(shù)功能：按鍵邏輯函數(shù)
* 函數(shù)參數(shù)：無(wú)
* 函數(shù)返回值：無(wú)
***************************************/
static void changePWMData(void)
{
	// 頻率發(fā)生了更新 應(yīng)該更新定時(shí)器頻率
	if(Pa7Frd != oldPa7Frd)
	{
		__HAL_TIM_SetAutoreload(&htim3,1000000/Pa7Frd-1);
		HAL_TIM_GenerateEvent(&htim3,TIM_EVENTSOURCE_UPDATE);
		oldPa7Frd = Pa7Frd;
	}
	// 占空比發(fā)生了更新 應(yīng)該更新定時(shí)器占空比
	if(Pa7Duty != oldPa7Duty || Pa7Frd != oldPa7Frd)
	{
		__HAL_TIM_SetCompare(&htim3,TIM_CHANNEL_2,(int)((Pa7Duty*1.0/100.0)*(1000000/Pa7Frd)+0.5));
		oldPa7Duty = Pa7Duty;
	}
}

哦！對(duì)了，大家在使用定時(shí)器前還需要使用函數(shù)開啟定時(shí)器的PWM功能嗷（其實(shí)這里我更喜歡說(shuō)初始化） HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_2);

還有一個(gè)重要的東西，小編在更改PWM周期后更新了定時(shí)器，因?yàn)樾【幇l(fā)現(xiàn)不更新改變定時(shí)器輸出PWM的頻率是沒(méi)啥用的。這里的更新有兩種方法：

• 方法一：直接更改定時(shí)器的寄存器——TIM2->EGR = TIM_EGR_UG;
• 方法二：使用函數(shù)更新，這里我們使用的觸發(fā)源為計(jì)時(shí)器更新事件——HAL_TIM_GenerateEvent(&htim2, TIM_EVENTSOURCE_UPDATE)

串口相關(guān)

CubeMX配置
????配置時(shí)一定一定記得改引腳！?。?/strong>
樣例代碼
本程序中小編使用的是中斷接收PC發(fā)送的數(shù)據(jù)其函數(shù)原型為：

// 函數(shù)原型：
HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
// 參數(shù)解析：
UART_HandleTypeDef *huart：串口通道;
uint8_t *pData：存放數(shù)據(jù)的buff;
uint16_t Size:一次接收數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度

/**********************************************串口相關(guān)************************************/

//定義一個(gè)串口信息的結(jié)構(gòu)
uint8_t _ucRxbuff[1];

/***使用HAL_UART_Receive_IT中斷接收數(shù)據(jù) 每次接收完成數(shù)據(jù)后就會(huì)執(zhí)行該函數(shù)***/
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{	
	if(huart->Instance == USART1){
		// 重新使能中斷		
		HAL_UART_Receive_IT(huart,(uint8_t *)&_ucRxbuff,sizeof(_ucRxbuff)); 
	}
}

/**
  * @Name    usartPro
  * @brief   串口處理邏輯函數(shù)
  * @param   None
  * @retval  None
  * @author  黑心蘿卜三條杠
  * @Data    2023-04-02
 **/
static void usartPro(void)
{
#if 0
	/************* 串口接收一位數(shù)據(jù)*********/
	// 判斷是否接收到串口數(shù)據(jù)
	if(_ucRxbuff[0] == '0' || strlen((char*)_ucRxbuff) == 0) return ;
	// 判斷是否接收到串口數(shù)據(jù)
	if('0'<_ucRxbuff[0] && _ucRxbuff[0]<='9')
		Pa7Duty = (_ucRxbuff[0] - '0')*10;
	// 其他情況發(fā)送錯(cuò)誤信息
	else
		HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,(u8*)"error\r\n",sizeof((char*)"error"));
	// 清空有效值
	_ucRxbuff[0] = '0';
#else
	/************* 串口接收多位數(shù)據(jù)*********/
	// 判斷是否接收到串口數(shù)據(jù)
	if(strlen((char*)ucRxbuff) == 0) return ;
	// 判斷是否接收到串口數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是否合理 串口數(shù)據(jù)格式是否正確
	else if(strlen((char*)ucRxbuff) == 1 && '0'<ucRxbuff[0] && ucRxbuff[0]<='9')
		Pa7Duty = (ucRxbuff[0] - '0')*10;
	else
		HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,(u8*)"error\r\n",sizeof((char*)"error\r\n"));
	memset(ucRxbuff,0,sizeof((char*)ucRxbuff));
	lenBuff = 0;
#endif
}