蓝桥杯单片机第九届省赛题详细讲解(彩灯控制器)

企业开发 2023-12-17 15:17:18 阅读次数: 0

看之前强烈建议先自己做一遍！！！

演示视频

题目讲解

首先还是从题目的程序框图准备起。
在这里插入图片描述
将程序框图的PCF8591(模拟输入)，按键，数码管，EEPROM都先调试好。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
然后看一下基本功能，让自己对整个流程有一个了解。再将彩灯控制的LED的四种模式准备好。这里我建议是用数组把状态保存起来

uchar LED1[8]={
    
    0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //模式1
uchar LED2[8]={
    
    0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //模式2
uchar LED3[4]={
    
    0x7e,0xbd,0xdb,0xe7}; //模式3
uchar LED4[4]={
    
    0xe7,0xdb,0xbd,0x7e}; //模式4

然后继续看题，这里亮度调节需要调节pwm占空比来实现，所以先放一下，先把Rb2电压转化为4个等级。
在这里插入图片描述

uchar SMG_mode=0,move; //数码管模式定义,滑动变阻器Rb2定义
uchar shine_mode=0; //定义光强
void main(void)
{
    
    
	move=IIC_read(PCF8591_address,Move_address); //读取Rb2电阻阻值
	move=move*1.9608; //500/255 将255转换到500		
	if(move<125) shine_mode=1;
	else if(move<250) shine_mode=2;
	else if(move<375) shine_mode=3;
	else shine_mode=4;
}

然后接着往下看题目。首先设置
在这里插入图片描述
S7：控制LED流转，所以设置一个变量控制就行。
S6：为数码管状态切换按键，同样控制一个变量来切换。由于设置的单元需要闪，所以需要用到定时器。注意还要将数据存入eeprom，注意eeprom的大小为255，所以只能将时间变小存

uchar SMG_mode=0,move; //数码管模式定义,滑动变阻器Rb2定义
uchar shine_mode=0; //定义光强
char led_mode=1; //led模式
int gap=400; //设置流转间隔
void main(void)
{
    
    
	init(); //初始开发板
	Timer0Init(); //定时器初始化
//	threshold=IIC_read(0xA0,0x00); //上电读取EEPROM
	while(1)
	{
    
    
		if(SMG_mode==0)//数码管全息，模式一
		{
    
    
			SMG[0]=SMG[1]=SMG[2]=SMG[3]=SMG[4]=SMG[5]=20;
			SMG[6]=SMG[7]=20;
		}
		else if(SMG_mode==1) //模式控制，将模式赋值放定时器闪烁
		{
    
    
			SMG[0]=SMG[2]=21;
			SMG[3]=20;
			if(gap<1000){
    
    SMG[4]=20;
			SMG[5]=gap/100;SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;} //1000以下显示
			else
			{
    
    SMG[4]=gap/1000;SMG[5]=gap%1000/100; //1000以上显示
			SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;}
		}
		else if(SMG_mode==2)//间隔控制，将间隔赋值放定时器闪烁
		{
    
    
			SMG[0]=SMG[2]=21;SMG[1]=led_mode;
			SMG[3]=20;		
		}
		move=IIC_read(PCF8591_address,Move_address); //读取Rb2电阻阻值
		move=move*1.9608; //500/255 将255转换到500		
		if(move<125) shine_mode=1;
		else if(move<250) shine_mode=2;
		else if(move<375) shine_mode=3;
		else shine_mode=4;
		
		SMG_output();
		Dkey_scan();
	}
}

//定时器中断服务函数
uchar t=0; //定时器内计数变量
bit state=0; //闪控制变量
void time0() interrupt 1
{
    
    
	if((SMG_mode==1)||(SMG_mode==2))
	{
    
    
		t++;
		if(t>=160) //800ms/5ms=160次
		{
    
    
			t=0;
			if(state==0)
			{
    
    
				state=1;
				switch(SMG_mode)
				{
    
    
					case 1:SMG[1]=led_mode;break;
					case 2:
							if(gap<1000){
    
    SMG[4]=20;
							SMG[5]=gap/100;SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;} //1000以下显示
							else
							{
    
    SMG[4]=gap/1000;SMG[5]=gap%1000/100; //1000以上显示
							SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;}
						break;
				}
			}
			else
			{
    
    
				state=0;
				switch(SMG_mode)
				{
    
    
					case 1:SMG[1]=20;break;
					case 2:SMG[4]=SMG[5]=SMG[6]=SMG[7]=20;break;
				}
			}
		}
	}
}

bit ledenable=0; //led工作使能
void Dkey_scan(void)
{
    
    
	static uchar keybyte=0;
	static uchar key;
	if(((P3&0X0F)!=0X0F)&&(keybyte==0))
	{
    
    
		delay5ms();
		if((P3&0X0F)!=0X0F)
		{
    
    
			keybyte=1;key=P3&0x0f;
		}
	}
	if((keybyte==1)&&((P3&0X0F)==0X0F))
	{
    
    
		if((P3&0X0F)==0X0F)
		{
    
    
			switch(key)
			{
    
    
				case 0x0e: //S7
					if(ledenable==0)ledenable=1;
				else ledenable=0;
					break;
				case 0x0d: //S6
				if(SMG_mode==0){
    
    SMG_mode=1;P2=0X80;P0=0xff;}//进入设置关灯
				else if(SMG_mode==1)SMG_mode=2;
				else if(SMG_mode==2)
				{
    
    SMG_mode=0;IIC_write(AT24C02_address,0x00,led_mode);
				IIC_write(AT24C02_address,0x00,(gap/100));} //保存模式和间隔
					break;
				case 0x0b: //S5
				
					break;
				case 0x07: //S4
				
					break;
			}
			keybyte=0;
		}
	}
}

然后设置S5和S4两个按键。
在这里插入图片描述

bit ledenable=0; //led工作使能
void Dkey_scan(void)
{
    
    
	static uchar keybyte=0;
	static uchar key;
	if(((P3&0X0F)!=0X0F)&&(keybyte==0))
	{
    
    
		delay5ms();
		if((P3&0X0F)!=0X0F)
		{
    
    
			keybyte=1;key=P3&0x0f;
		}
	}
	if((keybyte==1)&&((P3&0X0F)==0X0F))
	{
    
    
		if((P3&0X0F)==0X0F)
		{
    
    
			switch(key)
			{
    
    
				case 0x0e: //S7
					if(ledenable==0)ledenable=1;
				else ledenable=0;
					break;
				case 0x0d: //S6
				if(SMG_mode==0)SMG_mode=1;
				else if(SMG_mode==1)SMG_mode=2;
				else if(SMG_mode==2)
				{
    
    SMG_mode=0;IIC_write(AT24C02_address,0x00,led_mode);
				IIC_write(AT24C02_address,0x00,gap);} //保存模式和间隔
					break;
				case 0x0b: //S5
				switch(SMG_mode)
				{
    
    
					case 1:led_mode++;break;
					case 2:gap+=100;break;
				}
				if(gap>=1200)gap=1200;  //限幅
				if(led_mode>=4)led_mode=4;  //限幅
					break;
				case 0x07: //S4
				switch(SMG_mode)
				{
    
    
					case 1:led_mode--;break;
					case 2:gap-=100;break;
				}
				if(gap<=400)gap=400;  //限幅
				if(led_mode<=1)led_mode=1;  //限幅
					break;
			}
			keybyte=0;
		}
	}
}

做完这些，接下来就是调节LED模式和亮度度，当然这些肯定是都需要在定时器里进行调节的。
间隔调节就是按照规定的间隔进行亮灭，亮度调节就是对间隔里面亮的状态进行细分，就是说你亮的时候不能一直亮，要闪亮，闪亮的间隔决定亮度。
这里我拿20ms的周期的pwm，分为四个占空比，11ms/20ms，14ms/20ms，17/20ms，20ms/20ms，这样就能控制亮度，

else //led模式
	{
    
    
		if(ledenable==1) //led使能有效才进行
		{
    
    
			tt++;
			if(tt>=gap)//gap到达间隔时间控制led间隔
			{
    
    
				tt=0;
				if(state==1){
    
    state=0;}
				else {
    
    state=1;num+=1;}
			}
			
			if(state==1)//亮
			{
    
    
				if(ttt<((shine_mode*3)+8))
				{
    
    
					switch(led_mode)
					{
    
    
						case 1:if(num>=8)num=0;led=LED1[num];break;//led1
						case 2:if(num>=8)num=0;led=LED2[num];break;//led2
						case 3:if(num>=4)num=0;led=LED3[num];break;//led3
						case 4:if(num>=4)num=0;led=LED4[num];break;//led4
					}
				}
				else
				{
    
    
					led=0xff;//模式0熄灭
				}
				ttt++;
				if(ttt>=20)ttt=0;
			}
			else//灭
			{
    
    
				led=0xff;//模式0控制间隔设置熄灭
			}
		}
	}

然后就是亮度等级显示了。
在这里插入图片描述

	while((key==0x07)&&(SMG_mode==0))
	{
    
    
		keybyte=0;key=P3&0x0f;
		SMG[6]=21;SMG[7]=shine_mode;
		SMG[0]=SMG[1]=SMG[2]=SMG[3]=SMG[4]=SMG[5]=20;		
		SMG_output();P2=0X80;P0=led;
	}

完整程序

main.c

#include <stc15f2k60s2.h>
#include "intrins.h"
#include "iic.h"

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

#define AT24C02_address 0xA0 //EEPROM地址
#define PCF8591_address 0x90 //PCF地址
#define Move_address 0x03 //滑动变阻器地址

void init(void);
void Delay1ms(void);
void delay5ms(void);
void Dkey_scan(void);
void SMG_output(void);
void Timer0Init(void);
uchar tab[]={
    
    0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,\
0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0xff,0xbf};
uchar SMG[8]={
    
    20,20,20,20,20,20,20,20};//初始显示10，全息数码管

uchar LED1[8]={
    
    0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //模式1
uchar LED2[8]={
    
    0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //模式2
uchar LED3[4]={
    
    0x7e,0xbd,0xdb,0xe7}; //模式3
uchar LED4[4]={
    
    0xe7,0xdb,0xbd,0x7e}; //模式4

uchar SMG_mode=0; //数码管模式定义
uint move=0; //滑动变阻器Rb2定义
uchar shine_mode=0; //定义光强
char led_mode=1; //led模式
uint gap=400; //设置流转间隔
uchar led=0xff; //led显示变量
bit ledenable=0; //led工作使能
void main(void)
{
    
    
	init(); //初始开发板
	led_mode=IIC_read(AT24C02_address,0x00); //上电读取EEPROM
	delay5ms();
	gap=IIC_read(AT24C02_address,0x01);
	gap *=100;
	Timer0Init(); //定时器初始化
	while(1)
	{
    
    
		move=IIC_read(PCF8591_address,Move_address); //读取Rb2电阻阻值
		move=move*1.9608; //500/255 将255转换到500		
		if(move<125) shine_mode=1;
		else if(move<250) shine_mode=2;
		else if(move<375) shine_mode=3;
		else shine_mode=4;
		if(SMG_mode==0)//数码管全息，模式一
		{
    
    
			SMG[0]=SMG[1]=SMG[2]=SMG[3]=SMG[4]=SMG[5]=20;
			SMG[6]=SMG[7]=20;
		}
		else if(SMG_mode==1) //模式控制，将模式赋值放定时器闪烁
		{
    
    
			SMG[0]=SMG[2]=21;
			SMG[3]=20;
			if(gap<1000){
    
    SMG[4]=20;
			SMG[5]=gap/100;SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;} //1000以下显示
			else
			{
    
    SMG[4]=gap/1000;SMG[5]=gap%1000/100; //1000以上显示
			SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;}
		}
		else if(SMG_mode==2)//间隔控制，将间隔赋值放定时器闪烁
		{
    
    
			SMG[0]=SMG[2]=21;SMG[1]=led_mode;
			SMG[3]=20;		
		}
		
		P2=0X80;P0=led;
		SMG_output();
		Dkey_scan();
	}
}

uint t=0; //定时器内计数变量
uint tt=0;//控制led间隔变量
uint ttt=0; //控制led光强
bit state=0; //闪控制变量
uchar num=0; //led数组选择变量
void time0() interrupt 1
{
    
    
	if((SMG_mode==1)||(SMG_mode==2))
	{
    
    
		t++;
		if(t>=800) //800ms
		{
    
    
			t=0;
			if(state==0)
			{
    
    
				state=1;
				switch(SMG_mode)
				{
    
    
					case 1:SMG[1]=led_mode;break; //模式一控制模式设置闪烁
					case 2://模式二控制间隔设置闪烁
							if(gap<1000){
    
    SMG[4]=20;
							SMG[5]=gap/100;SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;} //1000以下显示
							else
							{
    
    SMG[4]=gap/1000;SMG[5]=gap%1000/100; //1000以上显示
							SMG[6]=gap%100/10;SMG[7]=gap%10;}
					break;
				}
			}
			else
			{
    
    
				state=0;
				switch(SMG_mode)
				{
    
    
					case 1:SMG[1]=20;break;//模式一控制模式设置熄灭
					case 2:SMG[4]=SMG[5]=SMG[6]=SMG[7]=20;break;//模式二控制间隔设置熄灭
				}
			}
		}
	}
	else //led模式
	{
    
    
		if(ledenable==1) //led使能有效才进行
		{
    
    
			tt++;
			if(tt>=gap)//gap到达间隔时间控制led间隔
			{
    
    
				tt=0;
				if(state==1){
    
    state=0;}
				else {
    
    state=1;num+=1;}
			}
			
			if(state==1)//亮
			{
    
    
				if(ttt<((shine_mode*3)+8))
				{
    
    
					switch(led_mode)
					{
    
    
						case 1:if(num>=8)num=0;led=LED1[num];break;//led1
						case 2:if(num>=8)num=0;led=LED2[num];break;//led2
						case 3:if(num>=4)num=0;led=LED3[num];break;//led3
						case 4:if(num>=4)num=0;led=LED4[num];break;//led4
					}
				}
				else
				{
    
    
					led=0xff;//模式0熄灭
				}
				ttt++;
				if(ttt>=20)ttt=0;
			}
			else//灭
			{
    
    
				led=0xff;//模式0控制间隔设置熄灭
			}
		}
	}
}

void Dkey_scan(void)
{
    
    
	static uchar keybyte=0;
	static uchar key;
	if(((P3&0X0F)!=0X0F)&&(keybyte==0))
	{
    
    
		delay5ms();
		if((P3&0X0F)!=0X0F)
		{
    
    
			keybyte=1;key=P3&0x0f;
		}
	}
	while((key==0x07)&&(SMG_mode==0))
	{
    
    
		keybyte=0;key=P3&0x0f;
		SMG[6]=21;SMG[7]=shine_mode;
		SMG[0]=SMG[1]=SMG[2]=SMG[3]=SMG[4]=SMG[5]=20;		
		SMG_output();P2=0X80;P0=led;
	}
	if((keybyte==1)&&((P3&0X0F)==0X0F))
	{
    
    
		if((P3&0X0F)==0X0F)
		{
    
    
			switch(key)
			{
    
    
				case 0x0e: //S7
					if(ledenable==0)ledenable=1;
				else ledenable=0;
					break;
				case 0x0d: //S6
				if(SMG_mode==0){
    
    SMG_mode=1;P2=0X80;P0=0xff;}//进入设置关灯
				else if(SMG_mode==1)SMG_mode=2;
				else if(SMG_mode==2)
				{
    
    SMG_mode=0;IIC_write(AT24C02_address,0x00,led_mode);delay5ms();
				IIC_write(AT24C02_address,0x01,(gap/100));} //保存模式和间隔
					break;
				case 0x0b: //S5
				if(SMG_mode==1)led_mode++;
				else if(SMG_mode==2)gap+=100;
				if(gap>=1200)gap=1200;  //限幅
				if(led_mode>=4)led_mode=4;  //限幅
					break;
				case 0x07: //S4
				if(SMG_mode==1)led_mode--;
				else if(SMG_mode==2)gap-=100;
				if(gap<=400)gap=400;  //限幅
				if(led_mode<=1)led_mode=1;  //限幅
					break;
			}
			keybyte=0;
		}
	}
}

void Timer0Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
{
    
    
	AUXR |= 0x80;		//定时器时钟1T模式
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TL0 = 0xCD;		//设置定时初值
	TH0 = 0xD4;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	EA=1;ET0=1; //打开定时器中断
}

void SMG_output(void)
{
    
    
	uchar i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
    
    
	P2=(P2&0X1F)|0XC0;
	P0=(1 << i);
	P2=(P2&0X1F)|0XE0;
	P0=tab[SMG[i]];			
	Delay1ms();
	}
	P2=(P2&0X1F)|0XC0;
	P0=0XFF;
	P2=(P2&0X1F)|0XE0;
	P0=0XFF;		
}

void init(void)
{
    
    
	P2=(P2&0X1F)|0XA0;
	P0=0X00;
	P2=(P2&0X1F)|0X80;
	P0=0Xff;
	P2=(P2&0X1F)|0Xc0;
	P0=0Xff;
	P2=(P2&0X1F)|0Xe0;
	P0=0Xff;	
}

void Delay1ms(void)		//@11.0592MHz
{
    
    
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	_nop_();
	_nop_();
	i = 11;
	j = 190;
	do
	{
    
    
		while (--j);
	} while (--i);
}

void delay5ms(void)		//@11.0592MHz
{
    
    
	unsigned char i, j;

	i = 54;
	j = 199;
	do
	{
    
    
		while (--j);
	} while (--i);
}

iic.c

#include "iic.h"

#define DELAY_TIME 40

void IIC_write(uchar hw_address,uchar reg_address,uchar num)
{
    
    
	IIC_Start();
	IIC_SendByte(hw_address&0xfe);
	IIC_WaitAck();
	IIC_SendByte(reg_address);
	IIC_WaitAck();
	IIC_SendByte(num);
	IIC_WaitAck();	
	IIC_Stop();	
}	

uchar IIC_read(uchar hw_address,uchar reg_address)
{
    
    
	uchar num;
	IIC_Start();
	IIC_SendByte(hw_address&0xfe);
	IIC_WaitAck();
	IIC_SendByte(reg_address);	
	IIC_WaitAck();
	IIC_Stop();
	
	IIC_Start();
	IIC_SendByte(hw_address|0x01);
	IIC_WaitAck();
	num=IIC_RecByte();
	IIC_WaitAck();
	IIC_Stop();	
	
	return num;
}

//
void IIC_Delay(unsigned char i)
{
    
    
    do{
    
    _nop_();}
    while(i--);        
}

//
void IIC_Start(void)
{
    
    
    SDA = 1;
    SCL = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SDA = 0;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SCL = 0;	
}

//
void IIC_Stop(void)
{
    
    
    SDA = 0;
    SCL = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SDA = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
}

//
void IIC_SendAck(bit ackbit)
{
    
    
    SCL = 0;
    SDA = ackbit;  					
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SCL = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    SCL = 0; 
    SDA = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
}

//
bit IIC_WaitAck(void)
{
    
    
    bit ackbit;
	
    SCL  = 1;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    ackbit = SDA;
    SCL = 0;
    IIC_Delay(DELAY_TIME);
    return ackbit;
}

//
void IIC_SendByte(unsigned char byt)
{
    
    
    unsigned char i;

    for(i=0; i<8; i++)
    {
    
    
        SCL  = 0;
        IIC_Delay(DELAY_TIME);
        if(byt & 0x80) SDA  = 1;
        else SDA  = 0;
        IIC_Delay(DELAY_TIME);
        SCL = 1;
        byt <<= 1;
        IIC_Delay(DELAY_TIME);
    }
    SCL  = 0;  
}

//
unsigned char IIC_RecByte(void)
{
    
    
    unsigned char i, da;
    for(i=0; i<8; i++)
    {
    
       
    	SCL = 1;
		IIC_Delay(DELAY_TIME);
		da <<= 1;
		if(SDA) da |= 1;
		SCL = 0;
		IIC_Delay(DELAY_TIME);
    }
    return da;    
}

iic.h

#ifndef _IIC_H
#define _IIC_H

#include "stc15f2k60s2.h"
#include "intrins.h"

#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

sbit SDA = P2^1;
sbit SCL = P2^0;

void IIC_Start(void); 
void IIC_Stop(void);  
bit IIC_WaitAck(void);  
void IIC_SendAck(bit ackbit); 
void IIC_SendByte(unsigned char byt); 
unsigned char IIC_RecByte(void); 
void IIC_write(uchar hw_address,uchar reg_address,uchar num);
uchar IIC_read(uchar hw_address,uchar reg_address);


#endif

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