蓝桥杯单片机第三届省赛题详细讲解(自动售水机)

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强烈建议先自己做一遍，这是蓝桥杯单片机最简单的一道题。
首先从试题的系统框图开始看

如图所示，有AD转换，所以IIC肯定是需要用的
有数码管，所以数码管先写上
有按键，但确定是独立按键还是矩阵按键，往下翻

S5,S7所以使用独立按键就行
所以，我们先建立工程，然后把需要的数码管，IIC，独立按键先添加进去并且调试好。
main.c

#include <stc15f2k60s2.h>
#include "intrins.h"
#include "iic.h"#define uchar unsigned char
#define uint unsigned intvoid SMG_output(void);
void init(void);
void Delay1ms(void);
void delay5ms(void);
void Dkey_scan(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void main(void)
{init();while(1){SMG_output();Dkey_scan();}
}void Dkey_scan(void) //矩阵按键
{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:SMG[0]=1;break;case 0x0d:SMG[1]=1;break;case 0x0b:SMG[2]=1;break;case 0x07:SMG[3]=1;break;}keybyte=0;}}
}void SMG_output(void) //数码管显示函数
{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) //初始化函数，关闭所有外设
{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
//IIC的读函数，参数（硬件地址，寄存器地址，数据）
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();
}
//IIC读函数 参数：硬件地址，寄存器地址
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 intsbit 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); uchar IIC_read(uchar hw_address,uchar reg_address);
void IIC_write(uchar hw_address,uchar reg_address,uchar num);#endif

然后编译，会发现有几个警告，*** WARNING L16: UNCALLED SEGMENT, IGNORED FOR OVERLAY PROCESS，像这中警告一般是有函数没有调用，不用理会，直接下载调试。效果应该是按下按键，数码管对应亮一。
然后接着往下看题目。

数码管显示有两种状态，所以肯定是要定义一，个变量用于切换状态的。定义好后，首先按照如图数码管一模一样显示出来，定义一个价格变量price=50，50方便显示；定义一个总价all_price=50，然后显示出来。改变之后的代码如下:

uchar SMG_mode=0; //数码管切换状态变量
uchar price=50; //价格变量
uint all_price=50,water_num=100; //总价变量 //出水量定义
void main(void)
{init();while(1){if(SMG_mode==0) //数码管模式一 售水机出水状态数码管显示{//加上10都是为了显示小数点SMG[0]=20;SMG[1]=price/100+10;SMG[2]=price%100/10;SMG[3]=price%10;SMG[4]=water_num/1000;SMG[5]=water_num%1000/100+10;SMG[6]=water_num%100/10;SMG[7]=water_num%10;}else if(SMG_mode==1) //数码管模式二 售水机出停水态数码管显示{//加上10都是为了显示小数点SMG[0]=20;SMG[1]=price/100+10;SMG[2]=price%100/10;SMG[3]=price%10;SMG[4]=all_price/1000;SMG[5]=all_price%1000/100+10;SMG[6]=all_price%100/10;SMG[7]=all_price%10;}SMG_output();Dkey_scan();}
}

如题

然后数码管需要由按键控制，所以在按键中在增加相应控制程序(S7显示数码管模式一，并且继电器接通，L10亮，S6显示数码管模式二，并且继电器断开，L10熄灭)，由于只需要S7和S6，所以把独立按键另外两个按键删除。
对应独立按键修改的程序为:

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:if(SMG_mode==1)SMG_mode=0; //切换数码管模式P2=0XA0;P0=0X10;  //点亮L10,接通继电器break;case 0x0d:if(SMG_mode==0)SMG_mode=1;P2=0XA0;P0=0X00;  //熄灭L10,关闭继电器break;}keybyte=0;}}
}

记得下载调试!!!
然后接着看试题

由于要使用AD转换，所以要使用IIC了，首先看要求是PCF8591读取光敏电阻的电压，所以IIC读的硬件地址0x90，然后光敏电阻地址为0x01，然后输入电压小于1.25V，L1点亮，否则L1熄灭，所以首先要将读取的值转换为电压值，即255转换为5V，然后再进行判断就行。
所以主函数变为:

uchar light=0;
void main(void)
{init();while(1){light=IIC_read(0x90,0x01); //读取光敏电阻阻值light=light*1.9607; //500/255 放大100倍if(light<125) //判断条件{P2=0X80;P0=0XFE; //打开L1；}else if(light>125){P2=0X80;P0=0XFF; //关闭L1；}

然后下载调试，发现遮住光敏电阻L1点亮。
然后再看最后一个要求:

计算价格，并且给出出水量限额，100毫升/秒就是0.1升/秒，所以首先要使用定时器来计时出水。
更改代码如下:
定时器出水

void time0() interrupt 1
{t++;if(t==1000) //1ms计时1000次==1s{t=0;if(SMG_mode==0) //数码管模式0才加水 即出水模式才加水water_num+=10; //每一秒出水}
}

按键计算价格和清零

             case 0x0e:if(SMG_mode==1){SMG_mode=0;water_num=0;}//切换数码管模式,出水量清零P2=0XA0;P0=0X10;  //点亮L10,接通继电器break;case 0x0d:if(SMG_mode==0)SMG_mode=1;P2=0XA0;P0=0X00;  //熄灭L10,关闭继电器all_price=((water_num*price)/100); //计算价格break;

出水限制

     if(water_num>9999){SMG_mode=1;P2=0XA0;P0=0X00;  //熄灭L10,关闭继电器all_price=((water_num*price)/100); //计算价格}

最后别忘记更改初始出水量和价格，删除没用的函数。
完整代码：

#include <stc15f2k60s2.h>
#include "intrins.h"
#include "iic.h"#define uchar unsigned char
#define uint unsigned intvoid SMG_output(void);
void init(void);
void Delay1ms(void);
void delay5ms(void);
void Dkey_scan(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 SMG_mode=0; //数码管切换状态变量
uchar price=50; //价格变量
uint all_price=0,water_num=0; //总价变量 //出水量定义
uint light=0;
uint t=0;  //定时器变量
void main(void)
{init(); //初始开发板Timer0Init(); //初始化定时器while(1){light=IIC_read(0x90,0x01); //读取光敏电阻阻值light=light*1.9607; //500/255 放大100倍if(light<125) //判断条件{P2=0X80;P0=0XFE; //打开L1；}else if(light>125){P2=0X80;P0=0XFF; //关闭L1；}if(SMG_mode==0) //数码管模式一 售水机出水状态数码管显示{//加上10都是为了显示小数点SMG[0]=20;SMG[1]=price/100+10;SMG[2]=price%100/10;SMG[3]=price%10;SMG[4]=water_num/1000;SMG[5]=water_num%1000/100+10;SMG[6]=water_num%100/10;SMG[7]=water_num%10;}else if(SMG_mode==1) //数码管模式二 售水机出停水态数码管显示{//加上10都是为了显示小数点SMG[0]=20;SMG[1]=price/100+10;SMG[2]=price%100/10;SMG[3]=price%10;SMG[4]=all_price/1000;SMG[5]=all_price%1000/100+10;SMG[6]=all_price%100/10;SMG[7]=all_price%10;}if(water_num>9999){SMG_mode=1;P2=0XA0;P0=0X00;  //熄灭L10,关闭继电器all_price=((water_num*price)/100); //计算价格}SMG_output();Dkey_scan();}
}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:if(SMG_mode==1){SMG_mode=0;water_num=0;}//切换数码管模式,出水量清零P2=0XA0;P0=0X10;  //点亮L10,接通继电器break;case 0x0d:if(SMG_mode==0)SMG_mode=1;P2=0XA0;P0=0X00;  //熄灭L10,关闭继电器all_price=((water_num*price)/100); //计算价格break;}keybyte=0;}}
}void time0() interrupt 1
{t++;if(t==1000) //1ms计时1000次==1s{t=0;if(SMG_mode==0) //数码管模式0才加水 即出水模式才加水water_num+=10; //每一秒出水}
}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);
}

最后演示视频

最后可以有问题可以私信和评论。

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