蓝桥杯嵌入式备赛相关知识点

一、介绍

蓝桥杯嵌入式使用的单片机是STM32G431RBT6，内核ARM Cortex - M4，MCU+FPU，170MHz/213DMIPS，高达128KB Flash，32KB SRAM，其余的外设就不多介绍了，参照数据芯片数据手册

CT117E-M4开发板资源：微控制器STM32G431RBT6、一路USB转串口、2.4寸TFT-LCD、4个功能按键、1个复位按键、8个LED、一个E2PROM（AT24C02）、一个可编程电阻（100K）、2路信号发生器、2个分压电位器、2个扩展接口、一个CMSIS DAP Link调试器

二、初始化Cubemx

1.新建工程

2.下载程序引脚配置

3.启用外部晶振，时钟配置

4.生成工程

如果工程路径不是纯英文则会缺少启动文件

三、下载程序配置

1.LED

1.1 原理图

1.2 引脚配置

其中PD2高电平使能锁存器，PC8-15默认给高电平，放置上电初始化LED亮

1.3 添加库文件夹路径，并新建LED库文件

1.4 相关代码

LED.c

cs 复制代码

#include "led.h"

void LED_Disp(uchar dsLED)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_All,GPIO_PIN_SET); // 所有PC引脚置高
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,dsLED<<8,GPIO_PIN_RESET); // 将传入的dsLED位数置低，为了使对应的LED亮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET); // 锁存器置高使能，记住PC的引脚电平
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET); // 锁存器置地，锁住PC的引脚电平
}

LED.h

cs 复制代码

#ifndef _LED_H_
#define _LED_H_

#include "main.h"
void LED_Disp(uchar dsLED);

#endif

1.5 头文件添加

1.6 工程调试

2.LCD

2.1 原理图

2.2 将比赛提供的液晶显示工程复制到自己工程文件中

2.3 引脚配置

2.4 工程配置

2.5 工程调试

3.按键

3.1 原理图

3.2 引脚配置

3.3 定时器配置

这里按键选择按下触发定时器进入中断所以需要配置定时器

使用定时器4（通用定时器，使用外部晶振），分频系数为80（从0开始则为80-1），则每1s

1M次，定时评率为为10000，对应1s 1M/10000次，频率为10ms每次，一定记得开启NVIC使能中断

3.4 相关代码

interrupt.c

cs 复制代码

#include "interrupt.h"
#include "stdio.h"

struct keys key[4] = {0,0,0,0,0};

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//中断回调函数
{
	if(htim->Instance == TIM4)//判断是否来自于定时器4
	{
		key[0].key_status = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);
		key[1].key_status = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
		key[2].key_status = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2);
		key[3].key_status = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);
		for(int i=0;i<4;i++)
		{
			switch(key[i].judge_status)
			{
				case 0:
					if(key[i].key_status == 0)
					{
						key[i].judge_status = 1;
						key[i].key_time = 0;
					}
					break;
				case 1:
					if(key[i].key_status == 0)
					{
						key[i].judge_status = 2;
					}
					else
					{
						key[i].judge_status = 0;
					}
					break;
				case 2:
					if(key[i].key_status == 1)
					{
						key[i].judge_status = 0;
						if(key[i].key_time < 70)
						{
							key[i].key_flag = 1;
							key[i].key_longflag = 0;
						}
						else
						{
							key[i].key_time++;
							if(key[i].key_time > 70)
							{
								key[i].key_longflag = 1;
								key[i].key_flag = 0;
							}
						}
					}
					break;
			}
		}
	}
}

interrupt.h

cs 复制代码

#ifndef __INTERRUPT_H_
#define __INTERRUPT_H_

#include "stdbool.h"
#include "main.h"

struct keys
{
	uint8_t judge_status;
	bool key_flag;
	bool key_status;
	bool key_longflag;
	uint8_t key_time;
};

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);

#endif

3.5 工程调试

在interrupt.h定义的结构体须在main.c中用extern再次声明

4.pwm

4.1 pwm输出引脚配置

配置PA6、PA7为输出引脚

频率fre=80 000 000 / （PSC+1）/ （ARR+1）

占空比duty=CRR / ARR

4.2 输入捕获引脚配置

原理图

根据题目需求设置捕获引脚即可第一个一般是模拟输出频率第二个则是模拟输出电压 R37~R40分别对应硬件板上的四个旋钮

相关配置

选用PB4， PA15为定时器通道CH1
配置预分频，重装载值（设为最大，防止溢出），启用中断

4.3 相关代码

interrupt.c

cs 复制代码

#include "interrupt.h"

unsigned int Cnta1 = 0,Cnta2 = 0;
unsigned int fre1 = 0,fre2 = 0;
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == TIM2)//获取频率
	{
			Cnta1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);//得到计时值
			__HAL_TIM_SetCounter(htim,0);//计时值清0
			fre1 = (80000000/80)/Cnta1;//获得频率

			HAL_TIM_IC_Start(htim,TIM_CHANNEL_1);//打开定时器
	}
	if(htim->Instance == TIM3)
	{
			Cnta2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);
			__HAL_TIM_SetCounter(htim,0);
			fre2 = (80000000/80)/Cnta2;
		
			HAL_TIM_IC_Start(htim,TIM_CHANNEL_2);
	}
}

interrupt.h

cs 复制代码

#ifndef __INTERRUPT_H_
#define __INTERRUPT_H_

#include "main.h"

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim);

#endif

4.4 工程调试

通过选择R39、R40即可调动频率值

5.ADC

5.1 原理图

5.2 引脚配置

5.3 相关代码

adc1.c

cs 复制代码

#include "adc1.h"

double getADC(ADC_HandleTypeDef *pin)
{
	unsigned int adc;
	HAL_ADC_Start(pin);
	adc = HAL_ADC_GetValue(pin);
	return adc*3.3/4096;
}

adc1.h

cs 复制代码

#ifndef __ADC1_H_
#define __ADC1_H_

#include "main.h"

double getADC(ADC_HandleTypeDef *pin);

#endif

5.4 工程调试

通过旋转R37~R38即可调动模拟输出电压

6.I2C

6.1 原理图及芯片资料

芯片资料中前面的nK就是芯片大小我们只需要看第一行即可第一行中前面四位固定是1010 后面的A0、A1、A2分别对应原理图中的E1、E2、E3 原理图中E1、E2、E3分别接地所以在设置地址时设置0即可最后的R/W位即用来配置是读或者写 0则为写入 1为读取这对后续配置I2C相关工程有很大关系

6.2 引脚i配置

简单的使能PB6、PB7的引脚为输出模式即可

6.3 将比赛提供库函数移植到自己工程文件中

6.4 相关代码

在复制过来的工程I2C-hal.c底部编写以下函数

cs 复制代码

unsigned char I2C_Read(unsigned char addr)
{
	unsigned char data;
	I2CStart();
	I2CSendByte(0xa0);//0是写 1是读
	I2CWaitAck();
	I2CSendByte(addr);
	I2CWaitAck();
	I2CStop();
	
	I2CStart();
	I2CSendByte(0xa1);
	I2CWaitAck();
	data = I2CReceiveByte();
	I2CSendAck();
	I2CStop();
	return data;
}

void I2C_Write(unsigned char addr,unsigned char data)
{
	I2CStart();
	I2CSendByte(0xa0);//0是写 1是读
	I2CWaitAck();
	I2CSendByte(addr);
	I2CWaitAck();
	I2CSendByte(data);
	I2CWaitAck();
	I2CStop();
}

头文件中定义

cs 复制代码

unsigned char I2C_Read(unsigned char addr);
void I2C_Write(unsigned char addr,unsigned char data);

6.5 工程调试

将上面的频率值分别的高八位和低八位分别写入I2C的指定地址再将其读取

7.UART

7.1 引脚配置

波特率根据题目设定一般为9600 同时需要开启中断

7.2 相关代码

cs 复制代码

//发送字符测试
char temp[20];串口调试
sprintf(temp,"fre1 = %d\r\n",fre1);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50);

//接收字符函数
char rx_Alldata[30];
uint8_t rx_data;
unsigned char rx_pointer;
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	rx_Alldata[rx_pointer++] = rx_data;
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&rx_data,1);
}

7.3 工程调试

cs 复制代码

void uart_rx_process()
{
	if(rx_pointer>0)
	{
		if(rx_pointer == 22)
		{
			sscanf(rx_Alldata,"%4s:%4s:%12s",car_type,car_data,car_time);
		}
		else
		{
			char temp[20];
			sprintf(temp,"Error");
			HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50);
		}
		rx_pointer = 0;
		memset(rx_Alldata,0,30);
	}
}

须在头文件中包含string,h

8.RTC

8.1 引脚配置

8.2 相关代码

cs 复制代码

RTC_TimeTypeDef rtc_time;
RTC_DateTypeDef rtc_date;

void RTC_Rorcess()
{
	HAL_RTC_GetTime(&hrtc,&rtc_time,RTC_FORMAT_BIN);
	HAL_RTC_GetDate(&hrtc,&rtc_date,RTC_FORMAT_BIN);
}

8.3 工程调试

cs 复制代码

char text[20];
sprintf(text, "%02d-%02d-%02d",rtc_time.Hours,rtc_time.Minutes,rtc_time.Seconds);
LCD_DisplayStringLine(Line7, (uint8_t *)text);
sprintf(text, "%04d-%02d-%02d-%d",rtc_date.Year ,rtc_date.Month,rtc_date.Date,rtc_date.WeekDay );
LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)text