蓝桥杯单片机总结（2022年国一） |
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蓝桥杯单片机总结（2022年国一）
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前言一、my代码模块1. main.c2. initial.c3. onewire.c4. ds1302.c5. iic.c
二、注意点1. sprintf1.1 函数：sprintf1.2 printf输出控制符1.3 printf的格式控制的完整格式1.4 seg_buf[10]
2. ds18b202.1 避免初始85℃2.1.1 避免方法1：延时2.1.2 避免方法2：多次读取2.1.3 避免方法3：效率读取
2.2 驱动延时修改2.3 防止中断打断时序
3. pcf85913.1 注意操作命令3.2 adc避免初始128（2.51V）
4. eeprom5. 数据超过ram容量5.1 解决方法1：更改全部变量存储区域5.2 解决方法2：更改超出部分变量存储区域
6. 优化代码
总结
前言
提示：代码全部参考官方指导书，在其基础上修改优化 指导书： 电子版指导书链接： 版本较老，建议购买最新版本（淘宝：国信长天科技） 提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考 一、my代码模块新建工程，文件夹，导入驱动文件，写自己的c.h文件 包括点灯，系统初始化，数码管，按键（矩阵4x4，2x2，独立），超声波，串口 #include "initial.h" sbit TX=P1^0; sbit RX=P1^1; void led_disp(u8 led) { P0=led; P2=P2&0x1f|0x80; P2&=0x1f; } void initial_sys() { P0=0xff; P2=P2&0x1f|0x80; P2&=0x1f; P0=0x00; P2=P2&0x1f|0xa0; P2&=0x1f; } void seg_tran(u8* seg_buf,u8* seg_code) { u8 i,j=0,temp; for(i=0;i case '0':temp=0xC0;break; case '1':temp=0xF9;break; case '2':temp=0xA4;break; case '3':temp=0xB0;break; case '4':temp=0x99;break; case '5':temp=0x92;break; case '6':temp=0x82;break; case '7':temp=0xF8;break; case '8':temp=0x80;break; case '9':temp=0x90;break; case ' ':temp=0xff;break; default:temp=0xff; } if(seg_buf[j+1]=='.') { temp&=0x7f; j++; } seg_code[i]=temp; } } void seg_disp(u8 seg_pos,u8* seg_code) { P0=0xff;//消隐 P2=P2&0x1f|0xe0; P2&=0x1f; P0=1 // case 0x8000:key_val=4;break; // case 0x4000:key_val=5;break; // case 0x2000:key_val=6;break; // case 0x1000:key_val=7;break; // case 0x0800:key_val=8;break; // case 0x0400:key_val=9;break; // case 0x0200:key_val=10;break; // case 0x0100:key_val=11;break; // case 0x0080:key_val=12;break; // case 0x0040:key_val=13;break; // case 0x0020:key_val=14;break; // case 0x0010:key_val=15;break; // case 0x0008:key_val=16;break; // case 0x0004:key_val=17;break; // case 0x0002:key_val=18;break; // case 0x0001:key_val=19;break; // default:key_val=0; // } // return key_val; //} u8 key_scan()//2*2 { u8 k;u8 key_val; P44=0;P42=1; k=P3; P44=1;P42=0; k=(k // if(P33==0) // return(4); // else if(P32==0) // return(5); // else if(P31==0) // return(6); // else if(P30==0) // return(7); // else // return(0); //} void Timer1Init(void) //1毫秒@12.000MHz { AUXR &= 0xBF; //定时器时钟12T模式 TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式 TL1 = 0x18; //设置定时初值 TH1 = 0xFC; //设置定时初值 TF1 = 0; //清除TF1标志 TR1 = 1; //定时器1开始计时 } void Timer0Init(void) //12微秒@12.000MHz { AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式 TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式 TL0 = 0xF4; //设置定时初值 TH0 = 0xFF; //设置定时初值 TF0 = 0; //清除TF0标志 TR0 = 0; //定时器0停止计时 } u8 wave()//超声波测距 { u8 dist,num=10;//1个方波测不了，2个方波只能110cm，3个可以180cm... //发的越少，越远越难接收到，5个方波基本能测满255cm，实际测量也最准 TX=0; TL0 = 0xF4; //设置定时初值 TH0 = 0xFF; TR0 = 1; //定时器0开始计时，发送40khz方波 while(num--) { while(!TF0);//等待溢出标志置1，中断方式能硬件清零，查询需手动清零 TX^=1; TF0=0; } TR0 = 0;//定时器0停止，发送完毕，等待接收 TL0 = 0x00; TH0 = 0x00; TR0 = 1;//定时器0开始计时 while(RX && !TF0);//RX=0收到脉冲,或定时器溢出，超过65535us还没接收到 TR0=0; if(TF0)//若溢出 { TF0=0; dist=255; } else dist=((TH0 while(*str != '\0') { SBUF=*str; while(TI==0); TI=0; str++; } } 3. onewire.c包括温度传感器ds18b20 #include "onewire.h" // void Delay_OneWire(unsigned int t) { u8 i; while(t--) { for(i=0;i DQ = 0; DQ = dat&0x01; Delay_OneWire(5); DQ = 1; dat >>= 1; } // EA=1;//通信完毕再开启中断。（非必要情况不写，会影响中断） Delay_OneWire(5); } // unsigned char Read_DS18B20(void) { unsigned char i; unsigned char dat; // EA=0; for(i=0;i dat |= 0x80; } Delay_OneWire(5); } // EA=1; return dat; } // bit init_ds18b20(void) { bit initflag = 0; DQ = 1; Delay_OneWire(12); DQ = 0; Delay_OneWire(80); DQ = 1; Delay_OneWire(10); initflag = DQ; Delay_OneWire(5); return initflag; } unsigned int rd_temperature(void) { u8 low,high; init_ds18b20(); Write_DS18B20(0xCC); Write_DS18B20(0x44); init_ds18b20(); Write_DS18B20(0xCC); Write_DS18B20(0xBE); low=Read_DS18B20(); high=Read_DS18B20(); return (high u8 temp; temp=Read_Ds1302_Byte(0x85); time[0]=(temp>>4)*10+(temp&0x0f);//时 temp=Read_Ds1302_Byte(0x83); time[1]=(temp>>4)*10+(temp&0x0f);//分 temp=Read_Ds1302_Byte(0x81); time[2]=(temp>>4)*10+(temp&0x0f);//秒 } 5. iic.c包括AD模块pcf8591，eeprom模块AT24C02 部分代码： u8 pcf8591_adc() { u8 temp; IIC_Start(); IIC_SendByte(0x90);//主机向从机发送写指令 IIC_WaitAck();//slave设备正常接收数据后，自动将SDA置0 IIC_SendByte(0x43);//dac开启时43，dac未开启03。允许DAC，ADC通道3 IIC_WaitAck(); IIC_Start(); IIC_SendByte(0x91);//主机向从机发送读指令 IIC_WaitAck(); temp=IIC_RecByte(); IIC_SendAck(1);//结束通信，不想应答（从设备），（不想接受从设备发来的信息） IIC_Stop(); return temp; } void pcf8591_dac(u8 dat) { IIC_Start(); IIC_SendByte(0x90); IIC_WaitAck(); IIC_SendByte(0x43);//允许DAC，ADC通道3 IIC_WaitAck(); IIC_SendByte(dat); IIC_WaitAck(); IIC_Stop(); } void eeprom_write(u8* write_buf,u8 addr,u8 num) { IIC_Start(); IIC_SendByte(0xa0); IIC_WaitAck(); IIC_SendByte(addr); IIC_WaitAck(); while(num--) { IIC_SendByte(*write_buf++); IIC_WaitAck(); IIC_Delay(200); } IIC_Stop(); } void eeprom_read(u8* read_buf,u8 addr,u8 num) { IIC_Start(); IIC_SendByte(0xa0); IIC_WaitAck(); IIC_SendByte(addr); IIC_WaitAck(); IIC_Start(); IIC_SendByte(0xa1); IIC_WaitAck(); while(num--) { *read_buf++=IIC_RecByte(); if(num) IIC_SendAck(0); else IIC_SendAck(1); } IIC_Stop(); } 二、注意点 1. sprintf 1.1 函数：sprintf 头文件：函数原型: int sprintf(char *str, char *farmat [,argument,…]);功 能: 格式化输出到字符串中参数： char *str 要输出的字符串 char *farmat [,argument,…] 要输入的格式返回值： 返回字符串的字节数程序例: 格式化输出到字符串中，并输出字符串 #include #include int main(void){ char buffer[80]; sprintf(buffer, "An approximation of Pi is %f", M_PI); puts(buffer); return 0; } 运行结果： An approximation of Pi is 3.141593 1.2 printf输出控制符 %hd用来输出 short int 类型，hd 是 short decimal 的简写；%d用来输出 int 类型，d 是 decimal 的简写；%ld用来输出 long int 类型，ld 是 long decimal 的简写。%c：输出一个字符。c 是 character 的简写。%s：输出一个字符串。s 是 string 的简写。%f：输出一个小数。f 是 float 的简写。在输出整数方面， 格式控制符和整数的符号是紧密相关的，具体就是： %d 以十进制形式输出有符号数；%u 以十进制形式输出无符号数；%o 以八进制形式输出无符号数；%x 以十六进制形式输出无符号数。printf函数并不支持“输出负的八进制或者十六进制数”。
% - 0 m.n l或h 格式字符 %：表示格式说明的起始符号，不可缺少。-：有-表示左对齐输出，如省略表示右对齐输出。0：有0表示指定空位填0，如省略表示指定空位不填。m.n：m指域宽，即对应的输出项在输出设备上所占的字符数（小数点也算一个字符数。若实际数值比m大，按实际数值显示，比如28.4567，%3.1，实际显示的是28.4）。n指精度，用于说明输出的实型数的小数位数。为指定n时，隐含的精度为n=6位。l或h：l对整型指long型，对实型指double型。h用于将整型的格式字符修正为short型。格式字符为上述d,u,f等 1.4 seg_buf[10]8位数码管，seg_buf至少为seg_buf[9]，因为字符串要以’\0’ 作为结束符。若有一个小数点，应为seg_buf[10]，依次类推。 C系统在用字符数组存储字符串常量时会自动加一个’\0’作为结束符。例如“C program”共有9个字符。字符串是存放在一维数组中的，在数组中他占10个字节，最后一个字节‘\0’是系统自动加上的。 char c[ ] = {"I am happy"}; = char c[ ] = " I am happy"; = char c[ ] = {'I',' ','a','m',' ','h','a','p','p','y','\0'}; char c[10] = {"China"}; 数组的前5个元素为：'C','h','i','n','a',第6个元素为'\0'，后4个元素也设定为空字符‘\0'。 sprintf(seg_buf,"1 %05.2f",(float)wendu_val/16.0); 结果：seg_buf为字符串，第一个字符为1，第234字符为空格，第56789字符为25.32或09.45（低于10℃，小数点一位，小数点后两位，第一位填0），第10个字符为'\0' 2. ds18b20 2.1 避免初始85℃datasheet: 初始化时，读取一次温度数据后延时750ms，之后再开定时器显示数码管 开定时器前连续读取温度100次（经验次数100~200，可自行尝试） 开定时器前连续读取温度，直至不为85℃ 示例程序为51单片机代码，51单片机的机械周期=12 * 时钟周期，读指令比较慢。而15单片机的机械周期=时钟周期，速度比传统51单片机快12倍（时钟周期相同，均选择外部12M晶振）。故修改： //单总线内部延时函数 void Delay_OneWire(unsigned int t) { u8 i; while(t--) { for(i=0;i DQ = 0; DQ = dat&0x01; Delay_OneWire(5); DQ = 1; dat >>= 1; } EA=1;//通信完毕再开启中断。（非必要情况不写，会影响中断） Delay_OneWire(5); }其余ds1302，adc等也可采取同样操作。 3. pcf8591 3.1 注意操作命令假设adc开启通道3（滑动变阻器），dac未开启。则adc指令为： IIC_SendByte(0x03);假设adc开启通道3，dac也开启，即两者均开启，两者指令应一致： ADC的：IIC_SendByte(0x43);//dac开启时43，dac未开启03。允许DAC，ADC通道3 DAC的：IIC_SendByte(0x43);//允许DAC，ADC通道3 3.2 adc避免初始128（2.51V）方法同上ds18b20，但adc读第二次就能把正确数据读到。 方法1：定时器开启前加上一行： adc_val=pcf8591_adc();//读掉初始的2.51V（128）方法2：do…while结构 do adc_val=pcf8591_adc(); while(adc_val==128);//读掉初始的2.51V（128） 4. eepromAT24C02是一个2K Bit的串行EEPROM存储器（掉电不丢失），内部含有256个字节。在24C02里面有一个8字节的页写缓冲器。 256*8 存储量只有256个字节，地址为0x00~0xff AT24C02的存储容量为2K bit，内容分成32页，每页8Byte，共256Byte（一个字节8个Bit，总共2K Bit） 8指的是8字节的页写缓冲器，一次最大可以写入8个字节，存到8个地址中，存储量只有256个字节 void eeprom_write(u8* write_buf,u8 addr,u8 num) { IIC_Start(); IIC_SendByte(0xa0); IIC_WaitAck(); IIC_SendByte(addr); IIC_WaitAck(); while(num--) { IIC_SendByte(*write_buf++); IIC_WaitAck(); IIC_Delay(200); } IIC_Stop(); }此为页写代码，num1，则buf[0]存入addr中，buf[1]存入addr+1中，依次顺延 addr为0x00，addr+1就为0x01 *buf++相当于下标++，buf[0]，buf[1]…… 一个数据一个地址（一字节,8bit），下一个数据的地址自动变为下一位地址 存：按输入的地址往后依次存。 读：按输入的地址往后依次读。 若write_buf[3]={0，1，2}，addr=0x00，num=3 运行eeprom_write后，write_buf[0]=0存入0x00，write_buf[1]=1存入0x01，write_buf[2]=2存入0x02。 若read_buf[3]={0，0，0}，addr=0x00，num=3 运行eeprom_read后，read_buf[0]=0x00地址的内容0，read_buf[1]=0x01地址的内容1，read_buf[2]=0x02地址的内容2。 5. 数据超过ram容量由于定义的变量太多（变量存在ram，程序存在rom），占用的内部ram已经超出（data慢110左右），发送报错 点击keil中的魔法棒，调出Options for Target界面，在Memory Model中将默认的DATA区（内部RAM）改为XDATA区（外部拓展RAM），或者PDATA区（XDATA的前一小段）。 data区的变量访问速度是最快的，xdata区访问速度比data慢很多，pdata为xdata中访问速度较快的前一小段区域。 u8 read_buf[3]={0,0,0}; u8 dist_val; u8 RX_buf[12],RX_num,pdata TX_buf[12];//超出data区(110)，用xdata或者pdata(xdata前一小段)运行结果： 优化代码，代码执行效率高，存储量小，这个得靠平时积累。 官方参考代码规范便于学习的同时缺点也很明显，由于用了sprintf结构，占用的code非常大。 最简单的一个优化例子：>> 能代替 / 的情况下尽量代替，>>作为移位运算符，运算效率远高于 / 。乘除法的本质也就是移位加 / 减。 降低code最简单的就是少调用函数，能直接表明意思就直接表明，没必要再进行封装（封装为了易读和改写往往以牺牲效率为代价，好比与高级语言和汇编，汇编的效率是最最高的，很多时候关键的代码都得靠汇编编写）。 中断中执行的程序，能简洁尽量简洁，不然主程序无法执行，一直在执行中断中的程序。（可以自己计算，例如12M晶振，15单片机机械周期等于时钟周期，也就是1/12M s，一条指令需要多少机械周期，调用函数又需要多少机械周期，加在一起即为中断执行时间，而中断多长时间一次我们也知道） 能减少变量的使用尽量减少，能共用变量的尽量共用（buf缓冲数组不只是可以用作数码管，别的也可以调用） 遇到复杂的控制时，精准定时led做出相应变化，多用标志位（定义为bit型，unsigned char浪费空间）理清思路，最后再优化代码。 最后，理解好各个模块的工作原理非常重要，不要只会记住模板，得理解其含义，每个芯片的datasheet仔细看完，理解。 今年（2022）国赛题： 定时器0必须用作ne555频率测量，定时器1用作主定时1ms，超声波平时用的都是定时器0，这次只有定时器2能用，定时器2和0、1有个不一样的地方，没有溢出标志位，这样很多人甚至连超声波都没做出来，其实可以通过判断T2H和T2L是否同时达到某个数值即可，初值和达到的数值之差即可得出定时时间差。12us那边直接软件延时都能实现。难点主要在于pwm波，定时器已用完，主定时器用更短的100us，200us？还是软件延时？都试过了，效果都不好，各种影响别的模块。最后居然发现板子上的uln2003芯片电机引脚根本没反应，不知道芯片原因还是什么。。。 总结b站小蜜蜂老师：https://space.bilibili.com/397050828 小蜜蜂老师资源链接：https://www.xmf393.com/2019/06/11/lqbmcu/ 如有错误，敬请指正。内容之后会陆续进行补充 |
小数的输出格式：
器件原因，上电初值即为85℃，一次温度转换时间最长为750ms。上电初始不能让数码管显示85℃，应避免。
延时函数可直接在软件STC-ISP中生成
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