(2025年)蓝桥杯嵌入试题库及答案

(2025年)蓝桥杯嵌入试题库及答案一、基础外设综合应用（GPIO、ADC、定时器、串口）硬件连接说明：LED模块：LED1（PA8，推挽输出）、LED2（PA9，推挽输出）按键模块：S1（PB0，上拉输入）、S2（PB1，上拉输入）模拟信号：电位器R1（滑动端接ADC1_IN5，即PB12）串口：USART1（PA9-TX，PA10-RX，波特率115200）功能要求：1.LED1以500ms周期闪烁（亮250ms，灭250ms）；2.S1按下时LED2点亮，松开时熄灭（需软件消抖，消抖时间20ms）；3.持续按下S2超过1.5s时，LED1停止闪烁并保持常亮；若松开S2且未达到1.5s，LED1恢复闪烁；4.实时采集R1电压值（范围0-3.3V），通过串口每秒发送一次，格式为"Volt:%.2fV\r\n"。答案：1.CubeMX配置要点：时钟配置：HSE=8MHz，PLL锁相环倍频至170MHz（系统时钟）；GPIO：PA8、PA9设为Output，PB0、PB1设为Input（上拉）；ADC1：单通道IN5（PB12），连续转换模式，采样时间24.5个周期；定时器TIM2：预分频系数16999（170MHz/(16999+1)=10kHz），自动重装载值4999（500ms周期），使能更新中断；USART1：异步模式，波特率115200，8位数据位，1位停止位，无校验。2.关键代码实现：```cinclude"main.h"include"stdio.h"ADC_HandleTypeDefhadc1;TIM_HandleTypeDefhtim2;UART_HandleTypeDefhuart1;//全局变量uint8_tled1_flag=0;//LED1闪烁标志（0-灭，1-亮）uint32_tled1_tick=0;//LED1计时uint8_ts1_press=0;//S1按下状态uint32_ts2_press_time=0;//S2按下计时floatadc_volt=0.0f;//ADC电压值//定时器中断回调（500ms周期）voidHAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDefhtim){if(htim->Instance==TIM2){if(!led1_flag){//LED1未被锁定时闪烁HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_8);}}}//按键扫描函数（需在主循环中周期调用，如10ms一次）voidKey_Scan(void){//S1检测（消抖）staticuint8_ts1_cache=1,s1_cnt=0;uint8_ts1_val=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);if(s1_val!=s1_cache){s1_cnt++;if(s1_cnt>=2){//20ms消抖s1_press=!s1_val;s1_cache=s1_val;s1_cnt=0;}}else{s1_cnt=0;}HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_9,s1_press?GPIO_PIN_RESET:GPIO_PIN_SET);//LED2控制（低电平亮）//S2检测（长按1.5s）staticuint8_ts2_prev=1;uint8_ts2_val=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);if(s2_val==0&&s2_prev==1){//按下瞬间s2_press_time=HAL_GetTick();}elseif(s2_val==0&&s2_prev==0){//持续按下if(HAL_GetTick()s2_press_time>=1500){led1_flag=1;//锁定LED1常亮HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);//假设低电平亮}}elseif(s2_val==1&&s2_prev==0){//松开if(HAL_GetTick()s2_press_time<1500){led1_flag=0;//解除锁定，恢复闪烁}}s2_prev=s2_val;}//ADC电压采集（需在主循环中调用）voidGet_ADC_Volt(void){HAL_ADC_Start(&hadc1);HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10);uint32_tadc_val=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);adc_volt=(float)adc_val3.3f/4095.0f;//12位ADC}//主函数intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_ADC1_Init();MX_TIM2_Init();MX_USART1_UART_Init();HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);//启动定时器中断while(1){Key_Scan();//10ms周期调用Get_ADC_Volt();//采集电压staticuint32_tuart_tick=0;if(HAL_GetTick()uart_tick>=1000){//每秒发送uart_tick=HAL_GetTick();charbuf[32];sprintf(buf,"Volt:%.2fV\r\n",adc_volt);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t)buf,strlen(buf),100);}}}```二、定时器与PWM综合应用（舵机、电机控制、频率测量）硬件连接说明：舵机：控制信号接TIM2_CH1（PA0，50HzPWM）；直流电机：驱动信号接TIM3_CH2（PA7，20kHzPWM）；红外对射传感器：输出方波接TIM1_CH1（PA8，测量频率范围10Hz-1kHz）。功能要求：1.舵机角度通过按键S3（PB2）调节，每次按下增加30°（0°~180°循环），对应PWM占空比0.5ms（0°）~2.5ms（20ms周期）；2.电机转速由电位器R2（ADC1_IN6，PB13）调节，电压0V对应0%占空比，3.3V对应100%占空比；3.实时测量红外传感器输出方波的频率（精度±1Hz），通过串口发送格式"Freq:%dHz\r\n"。答案：1.CubeMX配置要点：TIM2（舵机PWM）：预分频系数169（170MHz/(169+1)=1MHz），自动重装载值19999（20ms周期，1MHz/20000=50Hz），CH1设为PWM模式1；TIM3（电机PWM）：预分频系数8（170MHz/(8+1)≈18.89MHz），自动重装载值944（18.89MHz/945≈20kHz），CH2设为PWM模式1；TIM1（输入捕获）：预分频系数169（1MHz计数频率），CH1设为输入捕获模式（上升沿触发），使能捕获中断；ADC1：新增通道IN6（PB13），连续转换模式。2.关键代码实现：```c//全局变量uint8_tservo_angle=0;//当前舵机角度（0°、30°...180°）uint32_tmotor_duty=0;//电机占空比（0-944）uint32_tfreq_value=0;//测量频率uint32_tcapture_buf[2]={0};//输入捕获缓冲区uint8_tcapture_flag=0;//捕获完成标志//舵机角度转换（0°~180°→0.5ms~2.5ms高电平）voidSet_Servo_Angle(uint8_tangle){uint16_tpulse=500+(angle2000)/180;//0.5ms=500us，2.5ms=2500us__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,pulse);//TIM2_ARR=19999（20ms），1us对应1个计数}//电机占空比设置（0-100%→0-944）voidSet_Motor_Duty(floatvolt){motor_duty=(uint32_t)(volt/3.3f944);if(motor_duty>944)motor_duty=944;__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_2,motor_duty);}//输入捕获中断回调voidHAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDefhtim){if(htim->Instance==TIM1){if(capture_flag==0){capture_buf[0]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);capture_flag=1;__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_FALLING);//切换下降沿捕获}else{capture_buf[1]=HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim,TIM_CHANNEL_1);uint32_tdiff=capture_buf[1]capture_buf[0];if(diff<0xFFFF){//避免溢出freq_value=1000000/(diff2);//1MHz计数频率，测量周期为2diffus（上升沿到下降沿再到上升沿）}capture_flag=0;__HAL_TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(htim,TIM_CHANNEL_1,TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING);//恢复上升沿}}}//主函数关键逻辑intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_ADC1_Init();MX_TIM2_Init();MX_TIM3_Init();MX_TIM1_Init();MX_USART1_UART_Init();HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);//启动舵机PWMHAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_2);//启动电机PWMHAL_TIM_IC_Start_IT(&htim1,TIM_CHANNEL_1);//启动输入捕获中断while(1){//S3按键处理（PB2，上拉输入）staticuint8_ts3_prev=1;uint8_ts3_val=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2);if(s3_val==0&&s3_prev==1){//上升沿触发HAL_Delay(20);//消抖if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_2)==0){servo_angle=(servo_angle+30)%181;//0~180循环Set_Servo_Angle(servo_angle);}}s3_prev=s3_val;//电机电压采集与控制HAL_ADC_Start(&hadc1);HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10);floatr2_volt=(float)HAL_ADC_GetValue(&hadc1)3.3f/4095.0f;Set_Motor_Duty(r2_volt);//频率发送（每0.5秒）staticuint32_tfreq_tick=0;if(HAL_GetTick()freq_tick>=500){freq_tick=HAL_GetTick();charbuf[32];sprintf(buf,"Freq:%dHz\r\n",freq_value);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t)buf,strlen(buf),100);}}}```三、I2C与传感器综合应用（E2PROM、温湿度传感器、蜂鸣器控制）硬件连接说明：E2PROM（AT24C02）：I2C1（PB6-SCL，PB7-SDA，地址0xA0）；温湿度传感器（SHT30）：I2C2（PB10-SCL，PB11-SDA，地址0x44）；蜂鸣器：TIM4_CH1（PC6，1kHzPWM驱动）。功能要求：1.系统启动时读取AT24C02中地址0x00的1字节作为湿度阈值H_th（默认50%）；2.每2秒读取SHT30的温度（℃）和湿度（%RH），温度分辨率0.1℃，湿度分辨率0.1%；3.当实时湿度＞H_th时，蜂鸣器以1kHz频率鸣叫（占空比50%）；否则停止；4.将最新的温湿度数据（温度2字节，湿度2字节）和H_th存入AT24C02地址0x01~0x05（每更新一次覆盖）。答案：1.CubeMX配置要点：I2C1、I2C2：快速模式（400kHz），启用重映射（若需）；TIM4：预分频系数169（1MHz计数频率），自动重装载值999（1kHz频率），CH1设为PWM模式1；其他：GPIO复用为I2C功能。2.关键代码实现（部分函数）：```c//AT24C02读写函数voidAT24C02_Write(uint8_taddr,uint8_tdata){uint8_tbuf[2]={addr,data};HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,0xA0,buf,2,100);HAL_Delay(5);//等待写入完成}uint8_tAT24C02_Read(uint8_taddr){uint8_tdata;HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,0xA0,&addr,1,100);HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1,0xA0|0x01,&data,1,100);returndata;}//SHT30读取函数（返回温度、湿度）voidSHT30_Read(floattemp,floathumi){uint8_tcmd[2]={0x24,0x00};//高精度单次测量HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2,0x44<<1,cmd,2,100);HAL_Delay(50);//等待测量完成uint8_tdata[6];HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2,(0x44<<1)|0x01,data,6,100);//解析温度（16位原始值→℃）uint16_ttemp_raw=(data[0]<<8)|data[1];temp=-45.0f+175.0ftemp_raw/65535.0f;//解析湿度（16位原始值→%RH）uint16_thumi_raw=(data[3]<<8)|data[4];humi=100.0fhumi_raw/65535.0f;}//主函数关键逻辑intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_I2C1_Init();MX_I2C2_Init();MX_TIM4_Init();//初始化H_th（AT24C02地址0x00）uint8_tH_th=AT24C02_Read(0x00);if(H_th>100)H_th=50;//校验，异常则设为默认HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_1);//启动蜂鸣器PWMwhile(1){floattemp,humi;SHT30_Read(&temp,&humi);//蜂鸣器控制（1kHz，50%占空比）if(humi>H_th){__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_1,500);//ARR=999，500/999≈50%}else{__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_1,0);}//数据存储到AT24C02（地址0x01~0x05）uint8_tbuf[5];buf[0]=(uint8_t)(temp10)>>8;//温度高8位（0.1℃精度）buf[1]=(uint8_t)(temp10)&0xFF;//温度低8位buf[2]=(uint8_t)(humi10)>>8;//湿度高8位buf[3]=(uint8_t)(humi10)&0xFF;//湿度低8位buf[4]=H_th;//阈值HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,0xA0,&0x01,1,100);//写入地址HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,0xA0,buf,5,100);//写入数据HAL_Delay(5);HAL_Delay(2000);//2秒周期}}```四、综合应用（LCD显示、串口命令解析、状态机）硬件连接说明：LCD（ST7735）：SPI1（PA5-SCK，PA7-MOSI，PA4-CS，PB0-RS，PB1-RST）；其他：复用前3题的温湿度、E2PROM数据。功能要求：1.LCD初始化后显示：首行："Mode:Normal"（正常模式）或"Mode:ALARM"（温度＞30℃时）；次行："Temp:25.3℃"（实时温度）；第三行："Humi:45.6%RH"（实时湿度）；第四行："TH:50"（湿度阈值H_th）；2.串口接收上位机命令（格式："CMD:SET,TH=60;"），解析TH值（0-100）并更新H_th，同时保存到AT24C02；3.温度＞30℃时，LCD背景色变为红色；否则为蓝色；4.所有显示内容每1秒刷新一次。答案：（限于篇幅，此处给出关键函数框架）```c//ST7735显示函数（部分）voidLCD_ShowString(uint16_tx,uint16_ty,charstr,uint16_tcolor){//实现字符显示（略）}voidLCD_SetBackcolor(uint16_tcolor){//填充背景色（略）}//串口接收中断处理（使用HAL_UART_RxCpltCallback）uint8_tuart_buf[32]={0};voidHAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDefhuart){if(huart->Instance==USART1){if(strstr((char)uart_buf,"CMD:SET,TH=")){//解析命令charp=strstr((char)uart_buf,"TH=")+3;uint8_tnew_th=atoi(p);if(new_th>=0&&new_th<=100){