13届蓝桥杯省赛程序设计试题

一、题目

二、题目分析

[2.1 按键功能分析](#2.1 按键功能分析)

[2.2 脉冲输出功能分析](#2.2 脉冲输出功能分析)

[2.3 串口通信功能分析](#2.3 串口通信功能分析)

[2.4 LED 指示功能分析](#2.4 LED 指示功能分析)

[三、CubeMX 配置](#三、CubeMX 配置)

[3.1 系统时钟配置](#3.1 系统时钟配置)

[3.2 GPIO配置](#3.2 GPIO配置)

[3.3 定时器（TIM2）配置](#3.3 定时器（TIM2）配置)

[3.4 串口（USART）配置](#3.4 串口（USART）配置)

四、相关代码实现

[4.1 按键扫描功能](#4.1 按键扫描功能)

[4.2 LCD显示](#4.2 LCD显示)

[4.3 PWM输出控制](#4.3 PWM输出控制)

[4.4 串口通信](#4.4 串口通信)

[4.5 LED指示灯控制](#4.5 LED指示灯控制)

五、测试结果

一、题目

二、题目分析

2.1 按键功能分析

(1) 密码调整功能，按键刚上电显示界面的密码值为 @，按下 B1 ， B2 ， B3 三位密码值分别加 1
(2) 密码确认功能 B4 ，密码正确就跳转到输出状态页面，不正确就停留在输入界面，同时三位密码值重置为@

2.2 脉冲输出功能分析

(1) 无正确密码提交时，PA1 输出 1KHz 的方波信号
(2) 输入正确密码时，PA1 输出 2KHz 10% 占空比的脉冲信号持续 5 秒，之后切换回原始密码输入界面

2.3 串口通信功能分析

发送指定格式：当前密码 - 新密码，可修改密码，如果当前密码不正确就无法修改

2.4 LED 指示功能分析

(1) 密码验证成功，LD1 亮 5 秒之后熄灭
(2) 连续三次及以上的密码输入错误，LD2 以 0.1 秒闪烁 5 秒熄灭

三、CubeMX 配置

3.1 系统时钟配置

主频设置为80MHz，确保TIM、USART等外设时钟正确。

3.2 GPIO配置

按键（B1-B4）：配置为输入模式，并写出相应名称。

LED（LD1-LD8）：配置为输出模式，且初始电平设置为Low。

PA1（PWM输出）：配置为TIM2_CH2的PWM模式。

3.3 定时器（TIM2）配置

3.4 串口（USART）配置

USART1：波特率9600，8位数据位，无校验位，1位停止位。

四、相关代码实现

4.1 按键扫描功能

（1）按键读取函数-->uint8_t KEY_Read(void)

复制代码

uint8_t KEY_Read(void)
{
	ucVal = 0;
	if (HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port, B1_Pin) == 0)
	{
		HAL_Delay(10);
		if (HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port, B1_Pin) == 0)
		{
			ucVal = 1;
		}
	}
	if (HAL_GPIO_ReadPin(B2_GPIO_Port, B2_Pin) == 0)
	{
		HAL_Delay(10);
		if (HAL_GPIO_ReadPin(B2_GPIO_Port, B2_Pin) == 0)
		{
			ucVal = 2;
		}
	}
	if (HAL_GPIO_ReadPin(B3_GPIO_Port, B3_Pin) == 0)
	{
		HAL_Delay(10);
		if (HAL_GPIO_ReadPin(B3_GPIO_Port, B3_Pin) == 0)
		{
			ucVal = 3;
		}
	}
	if (HAL_GPIO_ReadPin(B4_GPIO_Port, B4_Pin) == 0)
	{
		HAL_Delay(10);
		if (HAL_GPIO_ReadPin(B4_GPIO_Port, B4_Pin) == 0)
		{
			ucVal = 4;
		}
	}
	return ucVal;
}

（2）B1/B2/B3：每次按下对应密码位+1（0-9循环）。

B4：验证密码，正确则切换PWM输出并跳转界面，错误则重置密码显示并计数。

复制代码

void Key_Proc(void)
{
	static uint8_t Key_old = 0,couter_error = 0;
	uint8_t key;
	if(ui == 0)
	{
		key = KEY_Read();
		if(key != Key_old)
		{
			Key_old = key;
			switch(key)
			{
				case 3:
					if((psd[2]=='@')||(psd[2]=='9'))
					{
						psd[2]='0';
					}
					else
					{
						++psd[2];
					}
					break;
				case 4:
					if(psd[2]==psd_defualt[0])
					{
						ui = 1;
						couter_error = 0;
						led_5s = 5000;
					}
					else
					{
						psd[0] = '@';
						psd[1] = '@';
						psd[2] = '@';
						++couter_error;
						if(couter_error >= 3)
						{
							led_5s = 5000;
						}
					}
					break;
				default:
					break;
			}
		}
	}
}

4.2 LCD显示

（1）密码输入界面（PSD）：

复制代码

void Lcd_Proc(void)
{
	uint8_t uclcd[21];//lcd display ram
	if(lcd_100ms<100) return;
	lcd_100ms = 0;    //reset
	
	if(ui == 0)
	{
		sprintf((char *)uclcd, "       PSD");
		LCD_DisplayStringLine(Line2, uclcd);
		sprintf((char *)uclcd, "    B1:%c    ",psd[0]);
		LCD_DisplayStringLine(Line4, uclcd);
		sprintf((char *)uclcd, "    B2:%c    ",psd[1]);
		LCD_DisplayStringLine(Line5, uclcd);
		sprintf((char *)uclcd, "    B3:%c    ",psd[2]);
		LCD_DisplayStringLine(Line6, uclcd);
		
	}
	else
	{
		//...
	}
}

（2）输出状态界面（STA）：

复制代码

void Lcd_Proc(void)
{
	uint8_t uclcd[21];
	if(lcd_100ms<100) return;
	lcd_100ms = 0;
	
	if(ui == 0)
	{
		//...
	}
	else
	{
		sprintf((char *)uclcd, "       STA");
		LCD_DisplayStringLine(Line2, uclcd);
		sprintf((char *)uclcd, "    F:2000Hz    ");
		LCD_DisplayStringLine(Line4, uclcd);
		sprintf((char *)uclcd, "    D:10%%    ");
		LCD_DisplayStringLine(Line5, uclcd);
		sprintf((char *)uclcd, "          ");
		LCD_DisplayStringLine(Line6, uclcd);
	}
}

！！！由于代码较长，故不一一展示，有需要可联系我获取完整代码

4.3 PWM输出控制

默认状态：1KHz方波（ARR=999, Pulse=500）。

密码正确时：2KHz 10%占空比（ARR=499, Pulse=50），持续5秒后恢复默认。

4.4 串口通信

接收格式：当前密码-新密码（如123-789）。校验当前密码是否正确。若正确，更新密码并返回Success；否则返回Fail。

4.5 LED指示灯控制

密码正确时LD1点亮5秒，连续3次错误后LD2闪烁。

五、测试结果

（1）上电默认显示PSD界面，密码位显示@。

（2）输入正确密码（默认123）后：切换界面，显示F:2000Hz, D:10%。PA1输出2KHz 10%占空比脉冲，持续5秒后恢复1KHz方波。LD1点亮5秒。

（3）连续3次输入错误密码：LD2以0.1秒间隔闪烁5秒。

（4）串口通信：发送123-789修改密码---->密码正确时更新，错误时提示。