蓝桥杯第十届省赛试题

题目要求

1、 基本要求
1.1 使用大赛组委会提供的国信长天单片机竞赛实训平台，完成本试题的程序设计与调试。
1.2 选手在程序设计与调试过程中，可参考组委会提供的“资源数据包”。
1.3 请注意： 程序编写、调试完成后选手应通过考试系统提交完整、可编译的 Keil工程文件。 选手提交的工程文件应是最终版本， 要求 Keil 工程文件以准考证号（ 8 位数字）命名，工程文件夹内应包含以准考证号命名的 hex 文件，该 hex文件是成绩评审的依据。 不符合以上文件提交要求的作品将被评为零分或者被酌情扣分。
1.4 请勿上传与作品工程文件无关的其它文件。
2、 竞赛板配置要求
2.1 将 IAP15F2K61S2 单片机内部振荡器频率设定为 12MHz。
2.2 键盘工作模式跳线 J5 配置为 BTN 独立按键模式。
2.3 扩展方式跳线 J13 配置为 IO 模式。
2.4 请注意： 选手需严格按照以上要求配置竞赛板，编写和调试程序， 不符合以上配置要求的作品将被评为零分或者被酌情扣分。
3、 硬件框图

4、 功能描述
4.1基本功能

1. 测量竞赛板上电位器 RB2 输出的模拟电压信号和 NE555 模块输出的频率信号， 以数码管、 LED 等外围设备进行数据呈现。
2. 频率测量功能需将竞赛板 J3-SIGNAL 引脚与 P34 引脚短接。（ P34 与 SIGNAL的短接可以使用竞赛板上超声/红外切换等与本试题功能要求无关的跳线帽完成）。
3. 使用 PCF8591 测量电位器 RB2 的输出电压， 并根据试题要求通过其 DAC 功能输出该电压值。
4. 电压、 频率数据刷新时间要求
   电压数据刷新时间≤0.5 秒。
   频率数据刷新时间≤1 秒。
5. 电压、 频率数据测量范围要求
   电压数据测量范围： 电位器 RB2 输出的最小电压值到最大电压值。
   频率数据测量范围： NE555 模块输出的最低频率到最高频率值。
   4.2显示功能
6. 频率显示界面
   频率显示界面如图 2 所示，显示内容包括提示符 F 和频率值，频率数据单位为 Hz。
   
   备注： 如上图所示， 频率数据显示使用 6 位数码管，当显示的数据长度不足 6 位时，未使用到的数码管位应熄灭。
7. 电压显示界面
   电压显示界面如图 3 所示，显示内容包括提示符 U 和电位器 RB2 输出的电压值， 电压测量结果保留小数点后两位有效数字。
   

4.3按键功能

1. 按键功能说明
   S4： 定义为“ 显示界面切换”按键，按下 S4 按键，切换选择频率显
   示界面和电压显示界面，按键 S4 切换模式如下图所示：
   
   S5： 定义为 PCF8591 DAC“输出模式切换” 按键， 按下 S5， DAC 输出电压跟随电位器 RB2 输出电压 VRB2变化而变化，保持与 VRB2电压值一致；再次按下 S5， DAC 输出固定电压 2.0V，不再跟随电位器 RB2 输出电压变化。 按键 S5 工作模式如下图所示：
   
   S6： 定义为“ LED 指示灯功能控制” 按键， 按下 S6 按键， 关闭或打开LED 指示灯指示功能。 按键 S6 工作模式如下图所示：
   
   S7： 定义为“数码管显示功能控制” 按键，按下 S7 按键， 关闭或打
   开数码管显示功能。 按键 S7 工作模式如下图所示：
   
   备注： 关闭数码管状态下，所有数码管熄灭。

4.4LED 指示灯功能

1. 电压测量功能指示： L1 点亮， L2 熄灭
2. 频率测量功能指示： L1 熄灭， L2 点亮
3. 指示灯 L3 功能：‘
   
4. 指示灯 L4 功能：
   
5. 指示灯 L5 功能： DAC 输出固定电压（ 2.0V）时， L5 熄灭， DAC 输出电压跟随 RB2 电位器输出电压变化时， L5 点亮。
6. 本试题未涉及的 LED 指示灯应处于熄灭状态。

4.5初始状态说明

1. 初始状态上电默认处于电压测量状态,数码管显示和 LED 指示功能启用。
2. 初始状态上电默认 PCF8591 DAC 芯片输出固定电压值 2.0V。

程序代码

主函数

#include "stc15f2k60s2.h"
#include "iic.h"

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;

uchar code SMG_TAB[]={
    
    0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};
uchar SMG_WEI[]={
    
    0X01,0X02,0X04,0X08,0X10,0X20,0X40,0X80};

uchar DAC_display[8];
uchar Freq_display[8];

uint DAC_val;	   //注意取值范围(超过255)
long Freq_val;     //频率值

uchar mode_display;
uchar voltage_flag;		//选择电压
uchar led_enable;		//LED功能启用
uchar SMG_enable;		//数码管启用
bit flag500ms;			//频率刷新时间
bit flag200ms;			//电压刷新时间

uchar led=0xff,LEDDAT=0XFF;  
uchar key_init();
void Timer1Init();		//1毫秒@11.0592MHz
void Timer0Init();

void DAC_display_init();		//电压
void Freq_display_init();		//频率
void LED_init();				//LED

void All_init()				//板子初始化
{
    
    
  P2=(P2&0X1F)|0XA0;
  P0=0X00;
  P2=(P2&0X1F)|0X80;
  P0=0XFF;
  P2=P2&0X1F;
}

void ledlight()
{
    
    
  P0=0XFF;
  P2=(P2&0X1F)|0X80;
  P0=led;
  P2=P2&0X1F;
}

void main()
{
    
    
  uchar key_val;

  All_init();

  Timer0Init();
  Timer1Init();
  write_dac(0x03);

  while(1)
  {
    
    
  	P2=0X80;
	
	DAC_display_init();
	Freq_display_init();
	LED_init();

	key_val=key_init();
	switch(key_val)
	{
    
    
	  case 4:					 //模式选择
	  mode_display++;
	  if(mode_display==2)
	  mode_display=0;
	  break;

	  case 5:				   //电压测量选择
	  voltage_flag++;
	  if(voltage_flag==2)	
	  voltage_flag=0;	
	  break;

	  case 6:				 //LED使能
	  led_enable++;
	  if(led_enable==2)
	  led_enable=0;
	  break;

	  case 7:
	  SMG_enable++;
	  if(SMG_enable==2)
	  SMG_enable=0;
	  break;
	}
  }
}


void DAC_display_init()
{
    
    
  if(flag200ms)
  {
    
    
   flag200ms=0;
   if(voltage_flag==0)
   {
    
    
   	 DAC_out(102.4);
     DAC_val=200;	
   }
   else
   {
    
    
    DAC_val=read_dac(0x03)/0.51f;
   }
  }
   DAC_display[0]=0x3e;	DAC_display[1]=0x00;
   DAC_display[2]=0x00;	DAC_display[3]=0x00;
   DAC_display[4]=0x00;	DAC_display[5]=SMG_TAB[DAC_val/100]|0x80;
   DAC_display[6]=SMG_TAB[DAC_val/10%10];	DAC_display[7]=SMG_TAB[DAC_val%10];
}

void Freq_display_init()
{
    
    
   if(flag500ms)
   {
    
    
	 flag500ms=0;
	 TR0 = 0;								//关闭定时器0计数
	 Freq_val = TH0 * 256 + TL0;	//统计500ms内脉冲数
	 Freq_val *= 2;								//乘以2就是1s内脉冲数，就是频率
	 TH0 = TL0 = 0;					//清除定时器0计数数据
	 TR0 = 1; 								//定时器0重新开始计数
   }
   
   Freq_display[0]=0x71;	Freq_display[1]=0x00;
   if(Freq_val>99999)
   Freq_display[2]=SMG_TAB[Freq_val/100000];
   else
   Freq_display[2]=0x00;

   if(Freq_val>9999)	
   Freq_display[3]=SMG_TAB[Freq_val/10000%10];
   else
   Freq_display[3]=0x00;
   if(Freq_val>999)
   Freq_display[4]=SMG_TAB[Freq_val/1000%10];
   else
   Freq_display[4]=0x00;
   if(Freq_val>99)
   Freq_display[5]=SMG_TAB[Freq_val/100%10];
   else
   Freq_display[5]=0x00;
   if(Freq_val>9)
   Freq_display[6]=SMG_TAB[Freq_val/10%10];	
   else
   Freq_display[6]=0x00;
   Freq_display[7]=SMG_TAB[Freq_val%10];
}

void LED_init()
{
    
    
  if(led_enable==0)			    //LED功能允许
   {
    
    

     switch(mode_display)
	 {
    
    
	   case 0:
	   
	   LEDDAT=0xfe;	   //测压 L1亮
	   
	   break;

	   case 1:
	   LEDDAT=0xfd;	  //测频 L2亮
	   break;
	 }
	
     if(mode_display==0)	 //电压测量		
     {
    
    
	  if(voltage_flag==1)		 //不是固定输出2.0V
	  {
    
    
	   LEDDAT=0XEE;	//L5亮
	   				//关闭L4
	   if(DAC_val<150)
	   {
    
    
	    LEDDAT=0XEE;			   //关闭L3
	   }

	   else if((DAC_val>=150)&&(DAC_val<250))
	   {
    
    
	    LEDDAT=0XEA;			 //打开L3
	   }

	   else if((DAC_val>=250)&&(DAC_val<350))
	   {
    
    
	    LEDDAT=0XEE;				   //关闭L3
	   }

	   else
	   {
    
    
	    LEDDAT=0XEA;			 //打开L3
	   }
	  }
	  
	  else						 //是固定输出2.0V
	  {
    
    
	    LEDDAT=0XFE;				//关闭L5
	  } 	   	   
    }
	 
	if(mode_display==1)		   //频率测量
    {
    
    
       if(Freq_val<1000)
	   LEDDAT=0xfd;

	   else if((Freq_val>=1000)&&(Freq_val<5000))
	   LEDDAT=0xf5;

	   else if((Freq_val>=5000)&&(Freq_val<10000))
	   LEDDAT=0xfd;

	   else
	   LEDDAT=0xf5;
    }
  }

  else
  LEDDAT=0xff;					//led功能禁止

  led=LEDDAT;
  
}

void Timer1Init()		//1毫秒@11.0592MHz
{
    
    
	AUXR |= 0x40;		//定时器时钟1T模式
	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式
	TL1 = 0xCD;		//设置定时初值
	TH1 = 0xD4;		//设置定时初值
	TF1 = 0;		//清除TF1标志
	TR1 = 1;		//定时器1开始计时
	EA=1;
	ET1=1;
}


void Timer0Init()
{
    
    
	AUXR &= 0x7F;					//定时器时钟1T模式
    TMOD = 0x04;          //设置定时器0为16位自动重装载外部记数模式
    TH0 = TL0 = 0;     		//设置定时器0初始值
	TR0 = 1;              //定时器0开始工作
	EA=1;
	ET0=1;
}

void timer1() interrupt 3
{
    
    
  uchar i;
  uchar SMG_count;
  uint fre_count,vol_count;
  SMG_count++;
  fre_count++;
  vol_count++;

  if(fre_count==500)		  //频率刷新时间0.5s
  {
    
    
    fre_count=0;
	flag500ms=1;
  }

  if(vol_count==200)		//电压刷新时间0.2s
  {
    
    
    vol_count=0;
	flag200ms=1;
  }

  if(SMG_count==3)
  {
    
    
    SMG_count=0;
	if(SMG_enable==0)
	{
    
    
		P2=(P2&0X1F)|0XC0; P0=0X00;
		P2=(P2&0X1F)|0XC0; P0=SMG_WEI[i];
		P2=P2&0X1F;

		if(mode_display==0)			//电压测量
		{
    
    
		 P2=(P2&0X1F)|0XE0; 
		 P0=~DAC_display[i];
		 P2=P2&0X1F;
		}
	
		if(mode_display==1)		  //频率测量
		{
    
    
		 P2=(P2&0X1F)|0XE0; 
		 P0=~Freq_display[i];
		 P2=P2&0X1F;
		}

	
	}
	else
    {
    
    
     P2=(P2&0X1F)|0XC0; P0=0X00;
	 P2=(P2&0X1F)|0XC0; P0=SMG_WEI[i];	 
	 P2=(P2&0X1F)|0XE0; P0=0XFF;
	 P2=P2&0X1F;
    }
    i++;
	if(i==8)
	i=0;
  }
  
  ledlight();  
}

按键模块

#define key_state0 0
#define key_state1 1
#define key_state2 2

uchar key_init()
{
    
    
  static uchar key_state=0;
  uchar key_press,key_return=0;
  key_press=P3&0X0F;

  switch(key_state)
  {
    
    
	case key_state0:
	if(key_press!=0x0f)
	key_state=key_state1;
	break;

	case key_state1:
	if(key_press!=0x0f)
	{
    
    
	  if(key_press==0x0e)  key_return=7;
	  if(key_press==0x0d)  key_return=6;
	  if(key_press==0x0b)  key_return=5;
	  if(key_press==0x07)  key_return=4;
	  key_state=key_state2;
	}
	else
	key_state=key_state0;
	break;

	case key_state2:
	if(key_press==0x0f)
	key_state=key_state0;
	break;
  }
  return key_return;
}

PCF8591模块

/*
  程序说明: IIC总线驱动程序
  软件环境: Keil uVision 4.10 
  硬件环境: CT107单片机综合实训平台(12MHz)
  日    期: 2011-8-9
*/

#include "iic.h"

void iic_delay(unsigned char ms)
{
    
    
  do
  {
    
    
	_nop_();
  }while(ms--);
}
//总线启动条件
void IIC_Start(void)
{
    
    
	SDA = 1;
	SCL = 1;
	iic_delay(5);
	SDA = 0;
	iic_delay(5);
	SCL = 0;	
}

//总线停止条件
void IIC_Stop(void)
{
    
    
	SDA = 0;
	SCL = 1;
	iic_delay(5);
	SDA = 1;
}
/*IIC总线协议规定，每传送一个字节数据后，都要有一个应答信号，以确定数据传送是否被对方收到，
应答信号由接收设备产生，在SCL为高电平期间，接收设备将SDA拉为低电平表示数据传输正确，即产生了应答。*/
//应答位控制

void IIC_Ack(unsigned char ackbit)	 //当ackbit为1时，表示单片机对从设备发送来数据的应答
                          //当ackbit为0时，表示主机接收了最后一个字节，因此不再应答，结束通信
{
    
    
	if(ackbit) 
	{
    
    	
		SDA = 0;
	}
	else 
	{
    
    
		SDA = 1;
	}
	iic_delay(5);
	SCL = 1;
	iic_delay(5);
	SCL = 0;
	SDA = 1; 
	iic_delay(5);
}

//等待应答
bit IIC_WaitAck(void)
{
    
    
	SDA = 1;
	iic_delay(5);
	SCL = 1;
	iic_delay(5);
	if(SDA)    //在SCL为高电平期间，因为接收设备未将SDA拉低，所以默认未接收到应答，结束IIC通信
	{
    
       
		SCL = 0;
		IIC_Stop();
		return 0;
	}
	else  		//接收到应答，返回1，继续下一个数据字节的传输
	{
    
     
		SCL = 0;
		return 1;
	}
}

//通过I2C总线发送数据
void IIC_SendByte(unsigned char byt)
{
    
    
	unsigned char i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
    
       
		if(byt&0x80) 
		{
    
    	
			SDA = 1;
		}
		else 
		{
    
    
			SDA = 0;
		}
		iic_delay(5);
		SCL = 1;
		byt <<= 1;
		iic_delay(5);
		SCL = 0;
	}
}

//从I2C总线上接收数据
unsigned char IIC_RecByte(void)
{
    
    
	unsigned char da;
	unsigned char i;
	
	for(i=0;i<8;i++)
	{
    
       
		SCL = 1;
		iic_delay(5);
		da <<= 1;
		if(SDA) 
		da |= 0x01;
		SCL = 0;
		iic_delay(5);
	}
	return da;
}

void write_dac(unsigned char dat)
{
    
    
  IIC_Start();
  IIC_SendByte(0x90);
  IIC_WaitAck();
  IIC_SendByte(dat);
  IIC_WaitAck();
  IIC_Stop();
}

unsigned char read_dac(unsigned char dat)
{
    
    
  unsigned char temp;
  IIC_Start();
  IIC_SendByte(0x90);
  IIC_WaitAck();
  IIC_SendByte(dat);
  IIC_WaitAck();

  IIC_Start();
  IIC_SendByte(0x91);
  IIC_WaitAck();
  temp=IIC_RecByte();
  IIC_Ack(0);
  IIC_Stop();
  return temp;
}

void DAC_out(unsigned char dat)		//  D/A转换
{
    
    
  IIC_Start();
  IIC_SendByte(0x90);
  IIC_WaitAck();
  IIC_SendByte(0x40);
  IIC_WaitAck(); 

  IIC_SendByte(dat);
  IIC_WaitAck();
  IIC_Stop();
}

以上就是代码全部内容，欢迎交流，共同学习~
（喜欢就留个赞和关注再走吧~）