十一届蓝桥杯物联网程序题

STM32
STM32CubeMx
发布日期:   2021-04-09
文章字数:   1.4k

题目分析

比赛题目

原题参考蓝桥杯大赛—十一届蓝桥杯物联网

硬件分析

蓝桥杯物联网基于STM32L071KBU微控制器和LoRa收发器。LoRa终端集成了CMSIS DPA Link 编程调试工具，与目标微控制器STM32L071KBU连接。调试器内部实现了USB转串口功能，与目标控制器的USART2连接。使用虚拟串口时，需要短接P5的1，2脚和3，4脚。蓝桥杯物联网的套装产品，其外设有以下几个：

  1. OLED显示屏
引脚 功能
PA8 I2C3_SCL
PB4 I2C3_SDA
PB5 电源控制引脚
  1. 继电器
引脚 功能
PA0 RELAY1
PA1 RELAY2
  1. LoRa模块
引脚 功能
PA10 LoRa数据收，发中断输出
PA9 R复位，低电平有效
PA4 SPI片选信号
PA5 SPI时钟信号
PA6 SPI主器件输入从器件输出信号
PA7 SPI主器件输出从器件输入信号
  1. 通用接口 ：矩阵键盘，模拟电压输出模块，温度传感器模块
引脚 功能
PB0 GPIO/EXTI/ADC/TIM3_CH3
PB1 GPIO/EXTI/ADC/TIM3_CH4
PB4 GPIO/EXTI/TIM2_CH2/I2C3_SDA
PB6 GPIO/EXTI/I2C1_SCL/USART1_TX
PB7 GPIO/EXTI/I2C1_SDA/USART1_RX
PB8 GPIO/EXTI

硬件配置

  1. 在LoRa终端A上配置温度传感器
  2. 在LoRa终端B上配置键盘模块

软件配置

LoRa终端A

STM32CubeMx 配置
  1. Clock选择PLLCLK,HCLK为24MHz；
  2. Connectivity配置I2C1，I2C3，SPI1,USART2，引脚配置如上硬件分析；
  3. 继电器PA0，PA1选择GPIO_Output;
  4. 配置SPI的片选信号PA4为GPIO_Output,OLED电源控制引脚PB5配置为GPIO_Output；
  5. PC14配置为GPIO_Input,模式为上拉。
按键检测函数

读取按键状态，将当前按键状态与上一次按键状态进行异或，如果为1，按键状态发生改变，再与上上一次按键状态，如果为1，表示按键松开，上一次按键状态为按下。

uint8_t UserKey(void)
{
  static uint8_t key_o = 0x00, key_n = 0x00;
  uint8_t x = 0;
  if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_14) == 0)
   key_n = 0x01;
  else 
   key_n = 0x00;
  x = (key_n ^ key_o) & key_o;
  key_o = key_n;
  return x;
}

当串口接收到数据时产生中断，将接收的数据存入RxBuffer数组中。

串口中断函数
void USART2_IRQHandler(void)
{
  static uint16_t ch = 0;
  if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_RXNE)!=RESET))
  {
     ch=( uint16_t)READ_REG(huart2.Instance->RDR);//接收字符
     RxBuffer[CountRx++] = ch;
  }
}
串口数据检测函数

当串口接收五个字节后，进行指令判断。

void Check(uint8_t * cmd , uint8_t *dataMax , uint8_t *dataMin)
{
   if(cmd[0] == 'M' && cmd[1] == 'A' && cmd[2] == 'X')
   {
     HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)"ok",2,100);
     *dataMax = ((cmd[3]-0x30)*10)+(cmd[4]-0x30);
     sprintf(g_lcdLine_2st_line, "Tmax:%.0F      ",(float) *dataMax);
   }
   else if(cmd[0] == 'M' && cmd[1] == 'I' && cmd[2] == 'N')
   {
     HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)"ok",2,100);
     *dataMin = ((cmd[3]-0x30)*10)+(cmd[4]-0x30);
     sprintf(g_lcdLine_3st_line, "Tmin:%.0F      ",(float) *dataMin);
   }
   else
    HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t *)"error",5,100);
}
滴答定时器

每隔20ms检测一次按键并判断OLED显示状态；每隔100msSensor_Flag置1，200msg_Radio_Recv_Flag置1。

  static uint16_t temp_num2 = 0;
  static uint16_t temp_num3 = 0;
  static uint16_t temp_num4 = 0;
  temp_num2++;
  temp_num3++;
  temp_num4++;
  if(temp_num2 >= 20)
  {
   temp_num2 = 0;
   if(UserKey())      //判断User是否按下
   switch(key)        //判断OLED显示状态
   {
     case WenDu: key = Shangxian; break;
     case Shangxian: key = WenDu; break;
    }
  }
  if(temp_num3 >= 100) 
  {
    temp_num3 = 0;
    Sensor_Flag = 1; //温度读取以及更新标志
  }
  if(temp_num4 >= 200)
  {
    temp_num4 = 0;
    g_Radio_Recv_Flag = 1;  //LoRa接收终端B数据标志
  }
继电器控制函数

根据温度是上下限，控制两个继电器不同状态。

void tempControl(char temp ,uint8_t dataMax , uint8_t dataMin)
{
   if(temp>dataMax)
   {
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); 
   }
   else if(temp<dataMin)
   {
     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
     HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); 
   }
   else 
  {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); 
  }
}
main.c文件while(1)程序

Task_Recv函数是对终端B接收的数据并执行相关的数据发送。

 if(CountRx>=5)
   {
     CountRx = 0;
     Check(RxBuffer,&max,&min);
     RxBuffer[0] = RxBuffer[1] = RxBuffer[2] = RxBuffer[3] = RxBuffer[4] = 0;
   }
   tempControl(temper,max,min);
   switch(key)
   {
    case Shangxian: 
     OLED_ShowString(0, 0, (uint8_t *)g_lcdLine_2st_line, 16);
     OLED_ShowString(0, 2, (uint8_t *)g_lcdLine_3st_line, 16);
    break;
    case WenDu: 
     OLED_ShowString(0, 0, (unsigned char *)"Temperature", 16);
     OLED_ShowString(0, 2, (uint8_t *)g_lcdLine_1st_line, 16);
    break; 
     }
   if(Sensor_Flag)
   {
     Sensor_Flag = 0;
     temper = Get_Temperature();
     sprintf(g_lcdLine_1st_line, "   %.1FC  ", temper);
   }
   if (g_Radio_Recv_Flag == 1)
    {
        g_Radio_Recv_Flag = 0;
        Task_Recv(handle);
    }
  }

LoRa终端B

通过赛点提供的包对终端B的程旭进行修改。

按键任务

判断哪个按键按下执行相关程序

#include "key_task.h"

extern radio_handle_t  Radio_handle;
extern char g_lcdLine_1st_line[16];
extern char g_lcdLine_2st_line[16];
extern uint8_t g_Key_Value;

uint8_t Cmd_B1[5] = {0x0A, 0x0B, 0xB1, 0xEE, 0xEF};
uint8_t Cmd_B2[5] = {0x0A, 0x0B, 0xB2, 0xEE, 0xEF};
uint8_t Cmd_B3[5] = {0x0A, 0x0B, 0xB3, 0xEE, 0xEF};
uint8_t Cmd_B4[5] = {0x0A, 0x0B, 0xB4, 0xEE, 0xEF};

uint8_t Radio_State = 0;

void TaskKey_init(void)
{
    Keyboard_Init();
}

void Task_Key(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
    switch (g_Key_Value)
    {
    case B1:
      radio_buf_send(Radio_handle, Cmd_B1,5);   //发送读取温度cmd
      radio_mode_set(Radio_handle, RX_MODE);//进入接收模式
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);
      g_Key_Value = 0;
    break;
    case B2:
      radio_buf_send(Radio_handle, Cmd_B2,5);  //发送读取温度上下限cmd
      radio_mode_set(Radio_handle, RX_MODE);//进入接收模式
      g_Key_Value = 0;
    break;
    case B4:
      radio_buf_send(Radio_handle, Cmd_B3,5);  //发送读取继电器K1状态cmd
      radio_mode_set(Radio_handle, RX_MODE);//进入接收模式
      g_Key_Value = 0;
    break;
    case B5:
      radio_buf_send(Radio_handle, Cmd_B4,5); //发送读取继电器K2状态cmd
      radio_mode_set(Radio_handle, RX_MODE);//进入接收模式
      g_Key_Value = 0;
     break;
    default :
        ;
        break;
    }

}
数据接收任务

终端A发送数据时，终端B产生中断并在中断回调函数中接收数据并判断终端A发送的数据。Compare_Cmd函数是将数据存入oled显示缓存数据。

uint8_t Compare_Cmd(uint8_t *recv_cmd_buf, uint8_t recv_buf_num)
{
    uint8_t cmd_Num = 0;
    float temper = 0;
       switch (recv_cmd_buf[2])
       {
          case 0xA1 : 
           temper = (float)(((float)(recv_cmd_buf[5]*10+recv_cmd_buf[6]))/(float)10);
           sprintf(g_lcdLine_1st_line, "Temperature ");
           sprintf(g_lcdLine_2st_line, "   %.1FC    ",(float)temper);
          break;
          case 0xA2 :  
            sprintf(g_lcdLine_1st_line, "Tmax:%.0f    ",(float)recv_cmd_buf[5]);
            sprintf(g_lcdLine_2st_line, "Tmin:%.0f  ",(float)recv_cmd_buf[6]);
          break;
          case 0xA3 : 
            sprintf(g_lcdLine_1st_line, "K1:Status    ");
            sprintf(g_lcdLine_2st_line, "    %.0f   ",(float)recv_cmd_buf[5]);
          break;
          case 0xA4 : 
            sprintf(g_lcdLine_1st_line, "K2:Status     ");
            sprintf(g_lcdLine_2st_line, "    %.0f    ",(float)recv_cmd_buf[5]);
          break;
          default : cmd_Num = 0; break;
    }

    return cmd_Num;
}
主函数

每隔一段时间对OLED进行更新。

Task_Key();

    if (g_OLED_Flag == 1)
    {
        g_OLED_Flag = 0;
        OLED_ShowString(0, 0, (uint8_t *)g_lcdLine_1st_line, 16);
        OLED_ShowString(0, 2, (uint8_t *)g_lcdLine_2st_line, 16);
    }

完整代码

十一届蓝桥杯物联网完整代码

文章作者: 潘苏皖
文章链接: https://pan_su_wan.gitee.io/posts/3650782493/
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外，均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 潘苏皖 !
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2020-12-27 STM32CubeMx
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