代码收藏家 蓝桥杯第十一届电子类单片机组程序设计竞赛
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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
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Vp
Timer0_Init();
EA=1;
Delay100ms();
while(1)
{
get_key();//读取按键
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，这里已经扩大倍
show_menu();//显示菜单
led_run();//控制LED
Delay100ms();
}
}
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Vp
count++;//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;
}
}
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作者：旺仔nai糖
