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[嵌入式]蓝桥杯备赛1

https://blog.csdn.net/Zach_z/article/details/80548423

基础部分之基础部分学习

LED

8种工作模式——输入模式

  • 浮空输入：管脚什么都不接，浮空着
  • 上拉输入：把电位拉高，拉到Vcc
  • 下拉输入：把电平拉低
  • 模拟输入：通过模数转换，转换成数字信号，应用ADC模拟输入，或低功耗下省电
    8种工作模式——输出模式
  • 开漏输出： IO输出0接GND，输出1悬空，其吸收电流的能力相对强
  • 推挽输出：IO输出0-接GND，1-接VCC，可以输出高电平低电平，连接数字器件
  • 复用功能推挽输出
  • 复用功能开漏输出：GPIO口被用作第二功能时的配置

LED原理

  • 通过一个锁存器控制，使能引脚为PD2
  • PC8-PC15对应LED1-LED8
  • PC8-PC15同时服用与LCD显示屏数据的高8位

LED函数

引脚写入函数

HAL_GPIO_WritePin() 点亮某个灯

反转引脚状态

HAL_GPIO_TogglePin (GPIOC,GPIO_PIN_8)

寄存器

GPIOx_BSRR是一个32位置位复位寄存器
GPIO_ODR是一个数据输出寄存器

HAL库的使用

stm32g4xxx_hal_gpio.h这类文件里可找到可操作的库函数，stm32cubeMX可直接生成

按键和蜂鸣器

有源蜂鸣器，将直流转换为具有一定周期的脉冲
PB3低电平，蜂鸣器响

按键

stm32g4xx_hal_gpio.h中有对GPIO进行操作的一些函数

  • HAL_GPIO_ReadPin 读取GPIO口状态

按键消抖

延时5到10毫秒

if(key==GPIO_PIN_RESET)
{
	HAL_DELAY(10);
	 if(key==GPIO_PIN_RESET)
	 {
	 	执行操作
	 }
}

长按检测

stm32g4xx_it_c定义了各种中断函数

LCD9325

262，144色单芯片SoC驱动，分辨率：240RGB*320点
16位数据通信，PC0-PC15

  • 该LCD有10行（Line0–Line9），20列。每一个方格的像素是24*16

生成过程

比赛时会提供LCD的驱动代码和例程，因此LCD的引脚初始化不用在STM32cube MX里完成，可以通过导入驱动代码实现

  • 在stm32cubeMX里配好基本的时钟，生成一个project
  • 在官方提供的驱动代码：lcd_hal_h，lcd_hal.c，fonts.h 添加到该工程中
  • 在keil里 add files 加入lcd-hal.c文件，并在主文件中添加 lcd_hal.h的头文件

LCD的应用

考试要求 黑底白字

  • LCD_Init()：LCD的初始化
    我们可以在lcd_hal.c文件中找到一些可使用的函数
LCD_DisplayStringLine(Line4 ,(unsigned char *)"    Hello,world.   ");
LCD_DisplayChar(120,120,0X51);			//在指定位置显示一个字符

sprintf函数

我们怎么把从串口处读到的字符显示在显示屏上呢？----先初始化LCD，再借助sprintf和LCD_DisplayStringLine()函数
调用该函数需要添加 stdio.h头文件

	sprintf((char*)str,"  Value:%d   ", Num);				//d或i：有符号十进制整数

	sprintf((char*)str,"  Value:%i   ", Num);				//d或i：有符号十进制整数

	sprintf((char*)str,"  Value:%x   ", Num);					//无符号十六进制整数

	sprintf((char*)str,"  Value:%u%%   ", Num);				//无符号十进制整数

	sprintf((char*)str,"  Value:%f   ", dot);					//十进制浮点数		

	sprintf((char*)str,"  Value:%0.2f   ", dot);			//十进制浮点数保留两位小数						

	sprintf((char*)str,"  Value:%E   ", dou);					//使用 E 字符的科学科学记数法（尾数和指数）				

	sprintf((char*)str,"  Value:%0.2f ABC    ", dot);		//					

	sprintf((char*)str,"  Value:%d==%0.2f A  ", Num,dot);	//多个数据	



		

	sprintf((char*)str,"  Value:%d        ", Num);	
	LCD_DisplayStringLine(Line8,str);

LCD 和LED联合使用

因为LCD和LED的引脚重合，所以当使用LCD时，LED全亮

  • cube初始化时，需要初始化引脚PD2 (LED使能引脚）
  • 若要单独使用LCD，不使用LED，则关闭所有LED，关闭PD2
void Close_LED(void)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | 
														GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}
  • LCD初始化
  • 如需操作LED：写LED引脚----->PD2使能------>PD2失能
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | 
														GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);

EEPROM、DCP、IIC

EEPROM：电可擦除存储器

I2C的使用

  • 在STM32cubeMX中将PB6和PB7打开，生成工程，将官方提供的I2C_hal.c和.h文件放到文件夹内。并add文件I2C_hal.c

I2C写数据

  • 启动总线
  • 寻找从机（写指令）
  • 等待回应
  • 选择地址
  • 等待回应
  • 写数据
  • 等待回应
  • 结束总线

I2C读数据

  • 启动总线
  • 寻找从机（写指令）
  • 等待回应
  • 选择地址
  • 等待回应
  • 结束总线
  • 启动总线
  • 寻找从机（读指令)
  • 等待回应
  • 读数据
  • 结束总线

I2C函数

  • I2CStart：I2C总线启动函数，需用户调用
  • I2CSendByte：写数据函数
  • I2CWaitAck：总线等待响应函数，返回值：写入是否成功
  • I2CReceiveByte：读取（接收）数据函数，返回读取的数据
  • I2CStop：总线停止函数

EEPROM读写函数

EEPROM-AT24C02存储数据，断电再上电可以读取出来
需要用户根据总线读写顺序自己编写

写

void iic_write(unsigned char address,unsigned char info)
{
	I2CStart(); //启动总线
	I2CSendByte(0xa0);//寻找从机（写指令）
	I2CWaitAck();//等待回应
	I2CSendByte(address);//选择地址
	I2CWaitAck();//等待回应
	I2CSendByte(info);//写入数据
	I2CWaitAck();//等待回应
	I2CStop();//结束总线
}

读

void iic_read(uint8_t address)
{
	I2CStart();
	I2CSendByte(0xa0);
	I2CWaitAck();

	I2CSendByte(address);
	I2CWaitAck();
	I2CStop();

	I2CStart();
	I2CSendByte(0xa1);
	I2CWaitAck();
	val= I2CReceiveByte();
	I2CStop();

	return(val);
}

mcp4017写函数

数字电位器
写入一个数值（info=0x…），可测量PB14引脚的电压
在这里插入图片描述

void mcp4017_write(unsigned char info)
{
		I2CStart();
		I2CSendByte(0x5e);
		I2CWaitAck();

		I2CSendByte(info);
		I2CWaitAck();
		I2CStop();
}

中断

处理器数据传输方式：无条件传输，查询方式，中断方式，直接存储器访问

NVIC: 嵌套向量中断控制器
外部中断控制器：EXTI

外部中断的初始化（NVIC)

  • stm32cubeMX配置系统时钟，设置引脚PB0, PB1, PB2
  • 设置中断出发条件，在GPIO中选择是上升沿触发还是下降沿触发
  • NVIC中启动外部中断
  • 设置中断优先级
  • 使能外部中断
  • 生成keil工程文件
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin); 清除中断标志位，并直接执行中断回调函数，执行任务处理程序
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* EXTI line interrupt detected */
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u)
  {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  }
}

HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin); 用户可重新编写回调函数，这就是中断后 执行的任务

定时器，计数器

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

初始化

  • stm32cubeMX中开启所需要的定时器。（定时器6或7）

  • 启动定时器
    HAL_TIM_Base_Start_IT (&htim6) 和 HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim6,TIM_IT_UPDATE)。需用户自行调用

  • HAL_TIM_PeriodElapsedCallback（）用户可自行编写实际的任务处理程序，适用于所有定时器的更新中断

PWMOUT初始化

在这里插入图片描述

  • stm32cubeMX中：配置好系统时钟
  • 配置PWM输出引脚 （扩展引脚 PA1-PA7）
  • 启动相关定时器时钟（一般选择内部时钟）
  • NVIC打开定时器中断
  • 设置分频参数，占空比等
  • 生成代码
    在这里插入图片描述

KEIL

  • 启动PWM输出
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
	__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
  • 写回调函数 HAL_TIM_IC_CaptureCallback(htim);

内部定时计数器

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

读取并在LCD屏上显示R39和R40电位器控制的信号源的频率

void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance==TIM3)
	{
		cc1_value = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim3);
		__HAL_TIM_SetCounter(&htim3,0);
		f39 = 1000000/cc1_value;
		HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_1);	
	}
	else if(htim->Instance==TIM2)
	{
		cc2_value = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);
		__HAL_TIM_SetCounter(&htim2,0);
		f40 = 1000000/cc2_value;
		HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1);			
	}
   while (1)
  {
		sprintf((char*)str, "  FRQ(R39):%dHz   ",f39);
		LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)str);
		
		sprintf((char*)str, "  FRQ(R40):%dHz   ",f40);
		LCD_DisplayStringLine(Line9, (uint8_t *)str);
		HAL_Delay(200);		
}

串口通信

usart1—uart

初始化流程

stm32cubeMX:

  • 设置系统时钟
  • 设置串口引脚 (PA9, PA10) 注意
  • 设置串口参数
  • 使能串口中断
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

Keil：

  • 串口初始化
  • 编写串口收发函数

串口通信的应用

发

在这里插入图片描述

收

 HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)  //再中断方式下接收一定量的数据



回调函数（弱定义，用户可自行编写，实际中断所执行的任务处理程序）
 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
 {
 	LCD_DisplayStringLine(Line8,(uint8_t*)(RX));
 	HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t*)RX,10);
 }

ADC和DAC

在这里插入图片描述

ADC初始化

STM32cubeMX:

  • 设置系统时钟
  • 设置ADC引脚
  • 使能ADC对应通道模式
  • 设置ADC参数
    （一般不需要开启ADC中断）
    在这里插入图片描述

Keil：
ADC无需我们设置中断且初始化函数已由STM32Cube生成，无需其他操作

  • 启动ADC转换 HAL_ADC_Start（）

ADC应用

用户编写

  • HAL_ADC_PollForConversion(ADC_HandleTypeDef *hadc, uint32_t Timeout) 等待ADC转换的时间
  • HAL_ADC_GetValue(ADC_HandleTypeDef *hadc) 读取ADC的转换结果
  • 获取ADC数据并显示
uint16_t getADC_R38(void)
{
	uint16_t adc=0;
	HAL_ADC_Start(&hadc1);
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10);
	adc=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
	HAL_ADC_Stop(&hadc1);
	return adc; 
}

sprintf((char *)str, "  R38: %.2fV",getADC_R38()*3.3/4096);
LCD_DisplayStringLine(Line7,(uint8_t *)str);
HAL_Delay(100);

DAC初始化

扩展引脚PA4, PA5支持DAC输出
STM32CubeMX操作：

  • 配置系统时钟
  • 选中DAC引脚
  • 配置DAC引脚
    Keil：
  • DAC启动函数 HAL_DAC_Start(&hdac1, DAC_CHANNEL_1)
    *在这里插入图片描述

应用

  • HAL_DAC_SetValue()函数------->使对应DAC通道输出设定电压值
  • 设定电压值
void DAC1_SET_Vol(float vol)
{
	uint16_ttemp;
	temp=(4096*vol/3.3f);
	HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,temp);
}

DAC1_SET_Vol(1.2)   输出1.2V电压

DMA—直接存储器访问

外设和存储器之间高速数据传输

DMA初始化

STM32CubeMX:

  • 设置系统时钟
  • 串口初始化
  • 打开串口DMA
  • 设置串口DMA参数
    在这里插入图片描述

Keil:

  • 编写DMA串口收发用户函数
    发送一定量的，不定长的数据
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

RTC— 实时时钟

RTC初始化

STM32CubeMX:

  • 设置好系统时钟
  • RTC初始化（使用内部时钟）
  • 配置RTC初始参数
    在这里插入图片描述

Keil：

  • RTC初始化函数
  • 调用RTC用户程序（读取RTC数据）HAL_RTC_GetTime(&hrtc, , ) /// HAL_RTC_GetDate(&hrtc, )
  • 编写RTC用户程序（重新设置RTC数据）
static void RTC_SetTime(uint8_t HH,uint8_t MM,uint8_t SS)
{
  RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
  sTime.Hours = HH;
  sTime.Minutes = MM;
  sTime.Seconds = SS;
  if (HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

应用

在LCD屏上显示时间

static void RTC_CalendarShow(uint8_t *showtime, uint8_t *showdate)
{
  RTC_DateTypeDef sdatestructureget;
  RTC_TimeTypeDef stimestructureget;

  /* Get the RTC current Time */
  HAL_RTC_GetTime(&hrtc, &stimestructureget, RTC_FORMAT_BIN);
  /* Get the RTC current Date */
  HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &sdatestructureget, RTC_FORMAT_BIN);
  /* Display time Format : hh:mm:ss */
  sprintf((char *)showtime, "%2d:%2d:%2d", stimestructureget.Hours, stimestructureget.Minutes, stimestructureget.Seconds);
  LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)ShowTime);
	/* Display date Format : mm-dd-yy */
  sprintf((char *)showdate, "%2d-%2d-%2d",  2000 + sdatestructureget.Year,sdatestructureget.Month, sdatestructureget.Date);
	LCD_DisplayStringLine(Line9, (uint8_t *)ShowDate);
}

基础实验之资源扩展板

数码管

引脚连接图
3个数码管各接了一个74HC595的芯片，相当于一个3位的移位寄存器

初始化配置

STM32CubeMX：

  • 配置数码管相关引脚（PA1, PA2, PA3)为输出模式
  • 生成初始化工程文件
    Keil:
  • 编写数码管驱动程序
    硬件连接引脚
    共阴极数码管的值

ADC按键

电路原理图

cube配置

Keil编写

  • button.c 和button.h文件，考场不提供任何驱动程序，需要会写

DS18B20 温度传感器

在这里插入图片描述

初始化

STM32CubeMX: (此处也可不进行操作）

  • 设置好系统时钟
  • 配置ds18b20相关引脚接口(PA6)
  • 生成初始化工程文件
  • 添加LCD文件
    Keil：
  • 复制IIC驱动代码 ds18b20_hal.c ds18b20_hal.h至对应的用户文件夹
  • 在keil工程中添加相关文件
  • 编写一个函数

光敏电阻，ADC

电路图，TRAO引脚
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