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蓝桥杯嵌入式比赛的做题步骤总结！

news 来源：原创 2025/6/22 18:47:00

一、简洁版步骤

1. 工程创建与初始化

使用STM32CubeMX创建工程，选择正确的MCU型号（如STM32G431RBT6）
配置系统时钟（HSE选择外部晶振，时钟频率设置为24MHz，HCLK设置为80MHz）
配置调试接口（Serial Wire）

2. 外设配置

LED模块

配置LED相关引脚（PC8-PC15为驱动引脚，PD2为锁存引脚）为GPIO输出，初始状态设置为高电平（灯灭）
解决LCD与LED引脚冲突问题：在LCD初始化前执行HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET)
LED闪烁控制：通过定时器中断实现周期性闪烁（例如每0.2s改变一次LED状态）

按键模块

配置按键对应引脚（如PB0、PB1、PB2、PA0）为GPIO输入（上拉输入）
按键扫描：通过定时器中断（如每10ms）检测按键状态，使用状态机消除抖动

LCD模块

添加LCD驱动文件（lcd.c、lcd.h、fonts.h）到工程中
解决LCD与LED冲突：在LCD操作前保存GPIOC的输出状态，操作后恢复

3. 功能实现

LED控制：通过锁存器（PD2）控制LED的亮灭，使用全局变量和位操作实现特定LED的控制
按键功能：根据按键状态改变LED或LCD显示内容
LCD显示：实现菜单、参数设置和数据显示功能，支持高亮选中项

4. 调试与优化

使用调试工具（如CMSIS-DAP）进行程序下载和调试
检查引脚冲突问题，确保外设正常工作
优化程序结构，确保实时性和稳定性

5. 其他模块（根据题目要求）

ADC：读取电压值，检测上升沿和下降沿
定时器：用于精确计时和周期性任务
EEPROM：保存参数设置

注意事项

引脚冲突是常见问题，需特别注意LED和LCD的共用引脚
定时器中断的配置（如NVIC使能）和回调函数的实现
代码结构清晰，模块化设计便于调试

二、详细版笔记

1. 工程创建与初始化

1.1 使用STM32CubeMX创建工程

MCU型号：STM32G431RBT6（蓝桥杯官方开发板）
时钟配置：
- HSE：外部晶振（24MHz）
- HCLK：80MHz（系统主频）
- PLL：需正确配置倍频参数
调试接口：Serial Wire（SWD）

1.2 工程初始化

生成代码：选择MDK-ARM（Keil）或STM32CubeIDE
添加必要库：HAL库、LCD驱动、按键驱动等

2. 外设配置

2.1 LED模块

引脚：PC8-PC15（LED驱动）、PD2（锁存信号）
配置：
- GPIO模式：推挽输出（Output Push-Pull）
- 初始状态：高电平（灯灭）

LED控制逻辑：

void LED_Write(uint16_t data) {
    GPIOC->ODR = (GPIOC->ODR & 0xFF00) | (data & 0x00FF);  // 写入PC8-PC15
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);     // 锁存
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);   // 释放
}

LED闪烁：使用定时器中断（如TIM2）

2.2 按键模块

引脚：PB0、PB1、PB2、PA0（对应K1-K4）
配置：
- GPIO模式：上拉输入（Input Pull-up）
- 消抖方式：定时器扫描（10ms）

按键扫描代码：

uint8_t Key_Scan(void) {
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) return 1;  // K1
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET) return 2;  // K2
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_2) == GPIO_PIN_RESET) return 3;  // K3
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) return 4;  // K4
    return 0;
}

2.3 LCD模块

驱动文件：lcd.c、lcd.h、fonts.h

初始化：

LCD_Init();  // 初始化LCD
LCD_Clear(WHITE);  // 清屏

显示内容：

LCD_ShowString(10, 10, "Hello, World!", BLACK, WHITE, 16, 0);

解决LED与LCD冲突：
- 在LCD操作前，先关闭LED锁存（PD2置低）

3. 功能实现

3.1 定时器中断（TIM2）

配置：
- 时钟源：内部时钟
- 预分频（PSC）：7999（80MHz / 8000 = 10kHz）
- 自动重装载（ARR）：999（10kHz / 1000 = 10ms）

中断回调函数：

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    if (htim->Instance == TIM2) {
        Key_Scan();  // 每10ms扫描一次按键
    }
}

3.2 ADC采集（如电压检测）

配置：
- 通道：PA1（ADC1_IN1）
- 采样时间：239.5周期（提高精度）

读取ADC值：

uint16_t ADC_Read(void) {
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10) == HAL_OK) {
        return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    }
    return 0;
}

3.3 EEPROM存储（AT24C02）

I2C配置：PB6（SCL）、PB7（SDA）

读写函数：

void EEPROM_Write(uint8_t addr, uint8_t data) {
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0xA0, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 100);
}
uint8_t EEPROM_Read(uint8_t addr) {
    uint8_t data;
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, 0xA0, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &data, 1, 100);
    return data;
}