蓝桥杯第十一届电子类单片机组程序设计

目录

前言

单片机资源数据包_2023（点击下载）

一、第十一届比赛原题

1.比赛题目

2.赛题解读

1）计数功能

2）连续按下无效按键

二、部分功能实现

1.计数功能的实现

2.连续按下无效按键的处理

3.其他处理

1）对于小数的处理

2）对于高位为0时熄灭的处理

3）对于连续5s，V小于Vp的处理

三、完整代码

main.c

iic.c

iic.h

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前言

虽然第十一届省赛题目跟十四届相比，也很简单，但是里面确实也需要许多特殊的处理，这里也跟大家分享一下，我对里面的一些特殊处理的方式。

老规矩，先放资源链接

单片机资源数据包_2023（点击下载）

一、第十一届比赛原题

1.比赛题目

2.赛题解读

平平常常的四个菜单，简简单单按键功能，只是对参数的加减，这次题目难就难在计数和LED显示部分。所以如果能把按键和数码管写好，按键功能实现，感觉冲个省二都没问题了。这里只针对上边两个部分进行介绍：

1）计数功能

计数界面：

计数规则

从图上可以看出，它想表达的计数时机，其实就是当VAIN3电压值从高于Vp，也就是电压参数或者说电压预支，到低于电压阈值之后，计数就+1，当然从低于阈值到高于阈值这个过程计数不会增加，这个VAIN3就是PCF8591的第三个通道。对应到板子上的话，就是读取到的电位计的电压。其实这个跟第十四届从亮到暗或者从暗到亮有异曲同工之妙，相当于第十四届是这个的升级版。我把第十四届的链接放在下边，感兴趣的可以去瞅瞅。至于这个计数怎么实现，下边会介绍。

蓝桥杯第十四届电子类单片机组程序设计_蓝桥杯单片机哪一届最难-CSDN博客

2）连续按下无效按键

题目上的要求如下

指示灯 L3： 连续 3 次以上（含 3 次） 的无效按键操作触发 L3 点亮，直到出现有效的按键操作， L3 熄灭。
之前的题目要求，只说某某按键的功能只在某某菜单才可以生效之类的，当然这个题目也有这样要求，如果在当前菜单按下某个按键后，不会响应，或者说当前按下的按键，没有在它指定的菜单时，那就应该记为一次“无效按键操作”。

除此之外呢，我个人感觉比如一些本身就没有功能，题目没有用到的按键按下之后，也应该被标记为“无效的按键操作”，因为题目上也没写使用哪些按键完成操作。

同样的，具体的实现下边会提到。

二、部分功能实现

1.计数功能的实现

要想精确计数，我们肯定得实时读取电压值V，这个肯定是不可避免的了。我们知道PCF8591读取到的都是数字量（取值0到255），我们需要先把它转化为模拟量，加上题目要求的Vp以及需要显示的电压值要精确到小数点后两位，这里在转换时就直接把V的值扩大100倍方便计算和处理。

unsigned char ad=0;//读取到的AD值
unsigned int V=0;//当前读取到的电压值，由AD值转化而来。为便于显示小数点后两位，电压的数值扩大了100倍
ad=get_pcf(3);//读取ad
V=(unsigned int)(ad*100/255*5);//获得当前读取到的电压，为方便保留小数点后两位，这里已经扩大100倍

读取的处理，我放在了定时器里。大致思路如下：

1）定义一个标志位is_up，当读取到的电压值V高于Vp，并且is_up=0时，则将is_up置为1，也就是记录第一个状态：当前电压值高于Vp

2）当当前电压值V低于阈值Vp，并且is_up=1，则将is_up置为0，并且计数+1.

这样就是实现了，只有当电压从高于阈值跳到低于阈值时，计数才会+1了。具体代码如下：

if(is_up==0&&V/10>Vp)//如果当前电压V小于Vp，则is_up置为1（记录此时前一次电压大于Vp的状态）
{
    is_up=1;
}
else if(is_up==1&&V/10<Vp)//如果上一次电压V大于Vp，且下一次电压V小于Vp，则计数+1
{
    is_up=0;//记录此时电压小于Vp
    count++;//计数+1
}
 

2.连续按下无效按键的处理

如果是按照我之前写代码的习惯的话，我都是在按键处理函数中，先读取按键，再根据读取到的按键的键值，对其进行处理，最后将按键的键值清零。

这里对无效的按键处理也用了类似的方法。如果按下了按键，并且这个按键被某个if  else if语句处理了，则将按键的键值清零。如果所有的按键处理都进行完了，并且此时按键的键值还不为0，则说明按下了一个没有被处理的按键，或者说是“无效的按键”，因为它没产生任何效果嘛，此时记录错误按键次数的标志位count_wrong就+1.同时将按键键值清零。如果count_wrong大于三，也就是连续三次都按下了无效的按键，则将点亮L3的标志位置1（题目要求的，连续三次无效按键就点亮L3）。

至于对于按下有效按键的处理那就好办了，只要在按键处理时的每一次处理之后，加上count_wrong清零，以及将点亮L3的标志位置为0即可。这里就把题目中用到的按键操作也都写出来，方便演示对于按下有效按键的处理了。

 代码如下：

void get_key(void)
{
    unsigned char key_P3=P3;
    unsigned char key_P4=P4;
    static unsigned char count_wrong=0;//记录连续多少次按错了按键（也就是按下了不被处理的按键）
    
    P3=0xFF;
    P4=0xFF;
    
    P44=0;
    if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=7;}
    else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=6;}
  else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=5;}
    else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=4;}
    
    P42=0;
    if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=11;}
    else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=10;}
  else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=9;}
    else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=8;}
    
    P35=0;
    if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=15;}
    else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=14;}
  else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=13;}
    else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=12;}
    P35=1;
    
    P34=0;
    if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=19;}
    else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=18;}
  else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=17;}
    else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=16;}
    P34=1;
    
    //S12 切换菜单
    if(key_value==12)
    {
        if(mod==0)
            mod=1;
        else if(mod==1)
        {
            mod=2;
            write_at(0,Vp);//当退出参数界面时，记录一次当前Vp参数到AT24C02
        }
        else if(mod==2)
            mod=0;
        key_value=0;
        count_wrong=0;//读取到的有效的按键，错误按键记录清零（下同）
        is_led3_on=0;//熄灭L3
    }
    
    else if(mod==2&&key_value==13)
    {
        count=0;//情况记录次数
        key_value=0;
        count_wrong=0;
        is_led3_on=0;
    }
    
    else if(mod==1&&key_value==16)
    {
        Vp= Vp<50 ? Vp+5:0;
        key_value=0;
        count_wrong=0;
        is_led3_on=0;
    }
    
    else if(mod==1&&key_value==17)
    {
        Vp=Vp>0 ? Vp-5:50;
        key_value=0;
        count_wrong=0;
        is_led3_on=0;
    }
    
    if(key_value!=0)//如果走到这一步，key_value还不为0，则说明读取到的按键未被处理，也就是题目上说的无效的按键
    {
        if(++count_wrong>=3)
        {
            is_led3_on=1;
        }
    }
    
    key_value=0;
    P3=key_P3;
    P4=key_P4;
}

3.其他处理

其他大部分处理前面的文章都已经提到了，这里一一列举出来，并做简单介绍：

1）对于小数的处理

处理方式就是扩大相应倍数，比如要求精确到小数点后一位，就把它扩大十倍。同时在Seg_Table修改一下，将Seg_Table中10到19显示为0.到9.。显示第一位显示对应的数据+10，即可把小数点显示出来。具体可以从下边那篇文章中的目录中寻找

蓝桥杯第十四届电子类单片机组程序设计_蓝桥杯单片机哪一届最难-CSDN博客

2）对于高位为0时熄灭的处理

我们需要判断这个数的大小，主要是位数，这里可以用到三目运算符，以获得其位数信息。比如对于（倒数）第三位数码管，如果value/100还大于0，则说明这位需要显示数据value/100%10（也有可能会显示0欧），想反，如果value/100等于0，则这位数码管就需要熄灭，而非显示数据.

这样判断可能会消耗一些单片机算力，但是我目前还不知道其他有效的方法，也欢迎大家不吝赐教。具体介绍可以看下边这篇文章

蓝桥杯第十四届电子类单片机组决赛程序设计_蓝桥杯第十四届单片机资源包-CSDN博客

示例代码：

Nixie_num[1]=count/10000000>0 ? count/10000000%10:20;
Nixie_num[2]=count/1000000>0 ? count/1000000%10:20;
Nixie_num[3]=count/100000>0 ? count/100000%10:20;
Nixie_num[4]=count/10000>0 ? count/10000%10:20;
Nixie_num[5]=count/1000>0 ? count/1000%10:20;
Nixie_num[5]=count/100>0 ? count/100%10:20;
Nixie_num[6]=count/10>0 ? count/10%10:20;
Nixie_num[7]=count/1>0 ? count/1%10:20;
 

3）对于连续5s，V小于Vp的处理

总的来说就是，当L1标志位为0，并且V小于Vp，则开始计数，当计数够5s了，就将L1标志位置为1，否则重新计数。

if(is_led1_on==0&&V/10<Vp)//如果当前电压小于Vp，则开始计数
{
    if(++count_5s>5000)//当过来5s当前电压还小于Vp，则点亮L1
        is_led1_on=1;
}
else//如果不满足上述条件，则一切清零重来
{
    count_5s=0;
    is_led1_on=0;
}
 

三、完整代码

main.c

#include <stc15.h>
#include <intrins.h>
#include "iic.h"
code unsigned char Seg_Table[] =
{
0xc0, //0
0xf9, //1
0xa4, //2
0xb0, //3
0x99, //4
0x92, //5
0x82, //6
0xf8, //7
0x80, //8
0x90, //9
0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,
0xFF,
0xC1,//U 21
0x8C,//P 22
0xC8,//n 23
};unsigned char Led_Num=0xFF;
#define LED_ON(x)				Led_Num&=~(0x01<<x);	P0=Led_Num;P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;
#define LED_OFF(x)			Led_Num|=0x01<<x;			P0=Led_Num;P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;
#define LED_OFF_ALL()		Led_Num=0xFF;					P0=Led_Num;P2|=0x80;P2&=0x9F;P2&=0x1F;#define NIXIE_CHECK()	P2|=0xC0;P2&=0xDF;P2&=0x1F;
#define NIXIE_ON()		P2|=0xE0;P2&=0xFF;P2&=0x1F;void get_key(void);
void Delay100ms(void);	//@12.000MHz
void Timer0_Init(void);		//1毫秒@12.000MHz
void show_menu(void);
void led_run(void);unsigned char location=0;//记录当前数码管扫描的位置，中间变量
unsigned char key_value=0;//记录按键的键值，中间变量
unsigned char Nixie_num[]={20,20,20,20,20,20,20,20};//数码管需要显示的数据，默认全部熄灭
unsigned char ad=0;//读取到的AD值
unsigned char at=0;//读取到的AT24C02的值
unsigned char mod=0;//菜单，0：数据采集，1：参数设置，2：计数
unsigned char Vp=0;//Vp的值，已扩大10倍
unsigned char count=0;//计数值，V从大于Vp到小于Vp一次，计数+1
unsigned int V=0;//当前读取到的电压值，由AD值转化而来。为便于显示小数点后两位，电压的数值扩大了100倍void main()
{LED_OFF_ALL();Delay100ms();Vp=read_at(0);//从AT读取一次VpTimer0_Init();EA=1;Delay100ms();while(1){get_key();//读取按键ad=get_pcf(3);//读取adV=(unsigned int)(ad*100/255*5);//获得当前读取到的电压，为方便保留小数点后两位，这里已经扩大倍show_menu();//显示菜单led_run();//控制LEDDelay100ms();}
}
bit is_up=0;//记录上一次电压V是否大于Vp
bit is_led1_on=0;//点亮L1
bit is_led3_on=0;//点亮L3
unsigned int count_5s=0;//数数，数5s
void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{P0=0x01<<location;NIXIE_CHECK();//数码管选择P0=Seg_Table[Nixie_num[location]];NIXIE_ON();//数码管显示if(++location==8)location=0;if(is_up==0&&V/10>Vp)//如果当前电压V小于Vp，则is_up置为1（记录此时前一次电压大于Vp的状态）{is_up=1;}else if(is_up==1&&V/10<Vp)//如果上一次电压V大于Vp，且下一次电压V小于Vp，则计数+1{is_up=0;//记录此时电压小于Vpcount++;//计数+1}if(is_led1_on==0&&V/10<Vp)//如果当前电压小于Vp，则开始计数{if(++count_5s>5000)//当过来5s当前电压还小于Vp，则点亮L1is_led1_on=1;}else//如果不满足上述条件，则一切清零重来{count_5s=0;is_led1_on=0;}
}
void Timer0_Init(void)		//1毫秒@12.000MHz
{AUXR |= 0x80;			//定时器时钟1T模式TMOD &= 0xF0;			//设置定时器模式TL0 = 0x20;				//设置定时初始值TH0 = 0xD1;				//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 Delay100ms(void)	//@12.000MHz
{unsigned char data i, j, k;_nop_();_nop_();i = 5;j = 144;k = 71;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void Delay5ms(void)	//@12.000MHz
{unsigned char data i, j;i = 59;j = 90;do{while (--j);} while (--i);
}void get_key(void)
{unsigned char key_P3=P3;unsigned char key_P4=P4;static unsigned char count_wrong=0;//记录连续多少次按错了按键（也就是按下了不被处理的按键）P3=0xFF;P4=0xFF;P44=0;if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=7;}else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=6;}else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=5;}else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=4;}P42=0;if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=11;}else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=10;}else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=9;}else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=8;}P35=0;if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=15;}else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=14;}else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=13;}else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=12;}P35=1;P34=0;if(P30==0){Delay5ms();while(P30==0);Delay5ms();key_value=19;}else if(P31==0){Delay5ms();while(P31==0);Delay5ms();key_value=18;}else if(P32==0){Delay5ms();while(P32==0);Delay5ms();key_value=17;}else if(P33==0){Delay5ms();while(P33==0);Delay5ms();key_value=16;}P34=1;//S12 切换菜单if(key_value==12){if(mod==0)mod=1;else if(mod==1){mod=2;write_at(0,Vp);//当退出参数界面时，记录一次当前Vp参数到AT24C02}else if(mod==2)mod=0;key_value=0;count_wrong=0;//读取到的有效的按键，错误按键记录清零（下同）is_led3_on=0;//熄灭L3}else if(mod==2&&key_value==13){count=0;//情况记录次数key_value=0;count_wrong=0;is_led3_on=0;}else if(mod==1&&key_value==16){Vp= Vp<50 ? Vp+5:0;key_value=0;count_wrong=0;is_led3_on=0;}else if(mod==1&&key_value==17){Vp=Vp>0 ? Vp-5:50;key_value=0;count_wrong=0;is_led3_on=0;}if(key_value!=0)//如果走到这一步，key_value还不为0，则说明读取到的按键未被处理，也就是题目上说的无效的按键{if(++count_wrong>=3){is_led3_on=1;}}key_value=0;P3=key_P3;P4=key_P4;
}void show_menu(void)
{if(mod==0)//数据读取{Nixie_num[0]=21;Nixie_num[1]=20;Nixie_num[2]=20;Nixie_num[3]=20;Nixie_num[4]=20;Nixie_num[5]=V/100%10+10;Nixie_num[6]=V/10%10;Nixie_num[7]=V/1%10;}else if(mod==1)//参数显示{Nixie_num[0]=22;Nixie_num[1]=20;Nixie_num[2]=20;Nixie_num[3]=20;Nixie_num[4]=20;Nixie_num[5]=Vp/10%10+10;Nixie_num[6]=Vp/1%10;Nixie_num[7]=0;}else if(mod==2)//记录次数显示{Nixie_num[0]=23;//一下处理为让数码管显示count数量，并自动调整需要显示的位数Nixie_num[1]=count/10000000>0 ? count/10000000%10:20;Nixie_num[2]=count/1000000>0 ? count/1000000%10:20;Nixie_num[3]=count/100000>0 ? count/100000%10:20;Nixie_num[4]=count/10000>0 ? count/10000%10:20;Nixie_num[5]=count/1000>0 ? count/1000%10:20;Nixie_num[5]=count/100>0 ? count/100%10:20;Nixie_num[6]=count/10>0 ? count/10%10:20;Nixie_num[7]=count/1>0 ? count/1%10:20;}
}
bit L1_on=0;
bit L2_on=0;
bit L3_on=0;
void led_run(void)
{if(is_led1_on==1&&L1_on==0){LED_ON(0);L1_on=1;}else if(is_led1_on==0&&L1_on==1){LED_OFF(0);L1_on=0;}if(count%2==1&&L2_on==0)//如果记录的次数为奇数，由于这个条件十分简单，所以就直接在这里判断了{LED_ON(1);L2_on=1;}else if(count%2!=1&&L2_on==1){LED_OFF(1);L2_on=0;	}if(is_led3_on==1&&L3_on==0){LED_ON(2);L3_on=1;}else if(is_led3_on==0&&L3_on==1){LED_OFF(2);L3_on=0;	}
}

iic.c

/*	#   I2C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。
*/#define DELAY_TIME	5
#include <stc15.h>
#include <intrins.h>
sbit sda=P2^1;
sbit scl=P2^0;
//
static void I2C_Delay(unsigned char n)
{do{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();		}while(n--);      	
}//
void I2CStart(void)
{sda = 1;scl = 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);sda = 0;I2C_Delay(DELAY_TIME);scl = 0;    
}//
void I2CStop(void)
{sda = 0;scl = 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);sda = 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);
}//
void I2CSendByte(unsigned char byt)
{unsigned char i;for(i=0; i<8; i++){scl = 0;I2C_Delay(DELAY_TIME);if(byt & 0x80){sda = 1;}else{sda = 0;}I2C_Delay(DELAY_TIME);scl = 1;byt <<= 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);}scl = 0;  
}//
unsigned char I2CReceiveByte(void)
{unsigned char da;unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){   scl = 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);da <<= 1;if(sda) da |= 0x01;scl = 0;I2C_Delay(DELAY_TIME);}return da;    
}//
unsigned char I2CWaitAck(void)
{unsigned char ackbit;scl = 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);ackbit = sda; scl = 0;I2C_Delay(DELAY_TIME);return ackbit;
}//
void I2CSendAck(unsigned char ackbit)
{scl = 0;sda = ackbit; I2C_Delay(DELAY_TIME);scl = 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);scl = 0; sda = 1;I2C_Delay(DELAY_TIME);
}unsigned char get_pcf(unsigned char add)
{unsigned char ad=0;I2CStart();I2CSendByte(0x90);I2CWaitAck();I2CSendByte(add);I2CWaitAck();I2CStop();I2CStart();I2CSendByte(0x91);I2CWaitAck();ad=I2CReceiveByte();I2CSendAck(1);I2CStop();return ad;
}void write_at(unsigned char add,dat)
{I2CStart();I2CSendByte(0xA0);I2CWaitAck();I2CSendByte(add);I2CWaitAck();I2CSendByte(dat);I2CWaitAck();I2CStop();
}unsigned char read_at(unsigned char add)
{unsigned char at=0;I2CStart();I2CSendByte(0xA0);I2CWaitAck();I2CSendByte(add);I2CWaitAck();I2CStop();I2CStart();I2CSendByte(0xA1);I2CWaitAck();at=I2CReceiveByte();I2CSendAck(1);I2CStop();return at;
}

iic.h

#ifndef _IIC_H_
#define _IIC_H_unsigned char get_pcf(unsigned char add);void write_at(unsigned char add,dat);
unsigned char read_at(unsigned char add);#endif