正文
题目
硬件框图
功能要求
功能概述
1)通过E2PROM完成商品库存数量以及商品单价的存储。
2)通过串口打印输出购买商品购买数量、总金额等信息。
3)依试题要求，通过按键，实现界面切换与控制功能。
4)依试题要求，通过LCD、LED完成数据显示和指示功能。
性能要求
1)按键响应时间:≤0.1秒。
2)指示灯动作响应时间:≤0.2秒。(条件触发后0.2秒内)
LCD显示界面
1)商品购买界面
在商品购买界面下，通过LCD显示界面名称(SHOP)、商品名称以及商品数量。
2)商品价格界面
在商品价格界面下，通过LCD显示界面名称（PRICE)、商品名称以及商品价格。
商品价格范围:1.0 - 2.0。保留小数点后1位有效数字。
3)库存信息界面
在库存信息界面下，通过LCD显示界面名称（REP)、商品名称以及当前库存数量。
4)LCD通用显示要求
显示背景色(BackColor):黑色
显示前景色(TextColor):白色
请严格按照图示2、3、4要求设计各个信息项的名称（区分字母大小写）和行列位置。
按键功能
1)B1:定义为界面切换按键,按下B1按键可以往复切换商品购买、商品价格、库存显示三个界面，切换模式如下图所示:
2)B2:定义为“商品X”。
在商品购买界面下，按下B2，商品X购买数量加1。购买数量调整模式:
0 1 2 3 … 商品X库存数量 0 1 2 …
在商品价格界面下,按下B2按键,商品X单价加0.1。商品单价调整模式:
1.0 1.1 … 2.0 1.0 1.1 …
在库存信息界面下，按下B2按键，商品X库存数量加1。
3)B3:定义为“商品Y”。
在商品购买界面下，按下B3，商品Y购买数量加1。购买数量调整模式:
0 1 2 3 … 商品X库存数量 0 1 2 …
在商品价格界面下,按下B3按键，商品Y单价加0.1。商品单价调整模式:
1.0 1.1 … 2.0 1.0 1.1 …
在库存信息界面下，按下B3按键，商品Y库存数量加 1。
4)B4:定义为“确认”按键。
在商品购买界面下，按下B4按键，确认购买信息，商品购买界面下的X、Y值重置为0,库存减少相应数量。
注意:
按键应进行有效的防抖处理,避免出现一次按下功能多次触发等情形。
按键动作不应影响数据采集过程和屏幕显示效果。
价格调整区间:1.0 - 2.0。
购买数量调整区间:0-商品当前库存数量。
E2PROM存储功能
通过竞赛平台上的 E2PROM (AT24CO2）保存商品库存数量和价格信息，存储位置要求如下:
商品X库存数量存储地址:E2PROM内部地址0
商品Y库存数量存储地址:E2PROM内部地址1
商品X单价存储地址:E2PROM内部地址2
商品Y单价存储地址:E2PROM内部地址3
**注意:
库存数量或价格发生变动时,数据写入到E2PROM中,无变化时不写入。
设备重新上电，能够从E2PROM相应地址中载入商品库存数量和价格。
严格按照试题要求的E2PROM地址写入并保存数据。
串口输出功能
使用竞赛板上的USB转串口功能完成以下要求，串口通信波特率设置为9600。
1)打印输出总价及购买信息
在商品购买界面下,B4按键按下后,设备串口输出购买商品数量和总价格。数据格式要求:
X:2,Y:2,Z:4.0
示例字符串表示购买了2个商品X，2个商品Y，总价为4.0元。总价保留小数点后1位有效数字，输出信息为ASCII 编码字符串。
2)查询当前单价信息
在任意界面下，通过串口调试助手，从 PC端向设备发送查询字符‘?’，设备返回当前各类商品单价。
X:1.0,Y:1.0
示例字符串表示商品X单价为1.0，商品Y为1.0。
商品价格保留小数点后1位有效数字，输出信息为ASCII编码字符串。
LED指示灯功能
1)LD1:在购买界面下，按下B4按键确认购买后，LD1点亮5秒后熄灭。
2)LD2:若商品X、Y库存数量均为0，指示灯LD2以0.1秒为间隔切换亮灭状
态。
3)LD3-LD8指示灯始终处于熄灭状态。
PWM输出功能
在商品购买界面下，通过B4按键确认购买信息后，5秒内通过PAl引脚输出频率为2KHz，占空比为30%的脉冲信号，其余时间频率不变，占空比为5%。
初始状态说明
请严格按照下列要求设计作品上电后的初始状态:
1）商品X:库存数量10，单价1.0。
2）商品Y:库存数量10，单价1.0。
3）上电后，处于商品购买界面，商品X、Y购买数量为0。
赛题分析
首先观察硬件框图，同样的，除了老三样（LED，按键，LCD）以外，就是本届赛题的重点考试内容了。显然本次考察重点是串口通信与EEPROM。这里插一个题外话，将近几年的省赛真题都做了一遍的小伙伴一个都能发现，最常见的组合就是串口通信+其他，本届又考了EEPROM，大胆预测，2023年可能就是考串口通信加PWM或模数转换了。
回归正题，已经知道本届赛题考核的内容后，我们接着看功能要求中的功能概述。串口通信主要用到的是串口的发送，根据按键信号还发送商品购买数量，总金额，当然，往下仔细看，会发现串口还有一个功能要实现，就是接收串口数据，识别为"?"后，再通过串口发送商品单价。而EEPROM就是存储商品库存与商品单价了。其他比如购买，加库存等操作都是通过按键来实现的。
代码实现
按键\EEPROM模块
按键的操作比较多，除了必有的界面切换，就是在特定界面下，商品的购买数量与单价的加与减。题目中的每个模块中的主要事项是一定要去仔细看的。还包括了按下购买按键后，使用串口发送数据。
赛题还要求，将商品的库存与商品单价存储到EEPROM中，并且在每次有数值改变时，就要将改变后的数值存入EEPROM中。而数值的改变都是通过按键实现的，因此我们直接在按键判断中，改变数值的后面加上EEPROM的写入，在每次程序运行之初读取即可完成这项功能。
void key_proc() { uint q = 0 ,w = 0; //记录B4按键按下时刻count的值，与0.1秒闪烁的计时 if(key[0].key_flag == 1) { view++; if(view==3) view=0; LCD_Clear(Black); key[0].key_flag = 0; } if(key[1].key_flag == 1) { if(0 == view) { if(X_shop < X_rep) //购买数小于库存数 { X_shop += 1; } } if(1 == view) { X_price = X_price + 0.1; if(X_price > 2.1) //价格在1.0到2.0之间 { X_price = 1.0; } uchar x_p = X_price*10; eeprom_write(2,x_p); } if(2 == view) { X_rep ++; eeprom_write(0,X_rep); } key[1].key_flag = 0; } if(key[2].key_flag == 1) { if(0 == view) { if(Y_shop < Y_rep) //购买数小于库存数 { Y_shop += 1; } } if(1 == view) { Y_price = Y_price + 0.1; if(Y_price > 2.1) //价格在1.0到2.0之间 //为什么是2.1呢？ 因为double类型的变量，1.9+0.1，有可能等于2.000000001之类的值 { Y_price = 1.0; } uchar y_p = (int)(Y_price*10); eeprom_write(3,y_p); /*xp.val = Y_price; //使用共用体将浮点数存储在EEPROM中 for(int i = 0; i < sizeof(float); i++) { eeprom_write(0x10 + i, xp.data[i]); HAL_Delay(5); }*/ } if(2 == view) { Y_rep ++; eeprom_write(1,Y_rep); } key[2].key_flag = 0; } if(key[3].key_flag == 1) { if(0 == view) { q = count; //记录按下的那一刻的数值 TurnOn_LED(1); double z = X_shop*X_price + Y_shop*Y_price; /*串口发送*/ char temp[20]; sprintf(temp,"X:%d , Y:%d , Z:%.2f\r\n",X_shop,Y_shop,z); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50); //参数：串口号，要发送的字符，要发送的字符长度 X_rep -= X_shop; Y_rep -= Y_shop; eeprom_write(0,X_rep); HAL_Delay(5); eeprom_write(1,Y_rep); X_shop=0,Y_shop=0; LED_Disp(0x01); __HAL_TIM_SetCompare(&htim16,TIM_CHANNEL_1,30); //设置占空比pa6_duty,然后通过定时器五秒后“30”恢复为“5” falg_d = 1; } key[3].key_flag = 0; } if(q > count-4 && q < count) //一个循环后，也就是5秒之后 { TurnOff_LED(1); __HAL_TIM_SetCompare(&htim16,TIM_CHANNEL_1,5); } if(X_rep == 0 && Y_rep == 0) { w = count; if(count-w == 10) { Toogle_LED(2); //翻转LED2的状态 } } else { TurnOff_LED(2); } }
串口模块
串口模块主要是接收串口发来的信息，并判断是否为“？”,是则发送商品单价。串口的另外一个功能在按键模块中实现。
void uart_rx_proc() { if(rx_pointer>0) { if(rx_pointer==1) { char temp[20]; sprintf(temp,"X:%.2f,Y:%.2f\n",X_price,Y_price); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50); } else { char temp[20]; sprintf(temp,"Error"); HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t *)temp,strlen(temp),50); } rx_pointer=0;memset(rxdata,0,30); } }
LCD模块
显示各种参数变量，要注意每一行每一列的显示都要与赛题中的位置一样。
void disp_proc() { if(view==0) { char text[30]; sprintf(text," SHOP "); LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)text); sprintf(text," X:%d ",X_shop); LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text); sprintf(text," Y:%d ",Y_shop); LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)text); } else if(view==1) { char text[30]; sprintf(text," PRICE "); LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)text); sprintf(text," X:%.2f ",X_price); LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text); sprintf(text," Y:%.2f ",Y_price); LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)text); } else if(view==2) { char text[30]; sprintf(text," REP "); LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)text); sprintf(text," X:%d ",X_rep); LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)text); sprintf(text," Y:%d ",Y_rep); LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)text); } }
中断模块
中断模块中包含按键的扫描，PWM占空比改变，库存为零后的LED灯闪烁与确认购买后LED灯５秒长亮。
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) //定时器回调函数 { if(htim->Instance==TIM3) //判断是定时器3 //分频系数：80，重装载值：1000 //也就是80Mhz的晶振，经过这些数值，这个定时器1秒种会响应100（80M/80/1000）次 { //HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1); key[0].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0); key[1].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1); key[2].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2); key[3].key_sta=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0); for(int i = 0;i < 4; i++ ) { switch (key[i].judge_sta) { case 0: { if(key[i].key_sta==0) { key[i].judge_sta = 1; //第一次判断是否按下 key[i].key_time = 0; } } break; case 1: { if(key[i].key_sta==0) //进入下一次定时器扫描，按键还是按下状态，那么就确认为按下，以此来消抖 { key[i].judge_sta = 2; } else key[i].judge_sta = 0; } break; case 2: { if(key[i].key_sta==1) //判断是否松手 { if(key[i].key_time < 100) { key[i].key_flag = 1; } key[i].judge_sta = 0; } else { key[i].key_time++; if(key[i].key_time > 100) //一次扫描10毫秒，100次1000毫秒，就是判断是否长按超过1000毫秒//未松手时,就会执行相应反应 { key[i].long_flag = 1; } } } break; } } if(falg_d > 0) { falg_d ++; LED_Disp(0x01); if(falg_d > 500) //5秒后 { falg_d = 0; __HAL_TIM_SetCompare(&htim16,TIM_CHANNEL_1,5); //设置占空比pa6_duty //LED_Dispm(0x01); LED_mie(); } } if(0 == X_rep && 0 == Y_rep) { s ++; //0.1秒的循环位 if(s == 10) LED_Disp(0x02); if(s == 20) { s = 0; //LED_Dispm(0x02); LED_mie(); } } count ++; if(count == 500) //每5秒后重新计时 { count = 0; } } }
