蓝桥杯单片机第五届省赛试题（第六届模拟题）

1/4 准考 证号 工位号 注意：只填写准考证号和工位号，否则试卷作废 密 封 线 ----------------------------------------------------------------------------- “蓝桥杯”第六届全国软件和信息技术专业人才大赛 单片机设计与开发项目模拟试题 竞赛时间：5小时 题 号 一 二 三 总分 配 分 10 分 30 分 60 分 100 分 得 分 “简易温度采集与控制装置”设计任务书 功能简述 模拟“温度采集与控制装置”用于实现温度的实时监测与控制。单片机采集 DS18B20 温度传感器的输出信号，并送到数码管进行显示；通过传感器得到的温度数据将与用户设定 温度上限、下限值做比较，再由单片机启动控制或报警电路。系统硬件部分主要由单片机最 小系统、数码管显示、DS18B20 温度传感器、矩阵键盘等模块组成。系统组成框图如图 1 所示： 图 1. 系统组成框图 单总线驱动程序、CT107D 单片机考试平台电路原理图以及本题所涉及到的芯片数据手 册，可参考计算机上的电子文档。程序流程图及相关工程文件请以考生号命名，并保存在计 算机上的考生文件夹中（文件夹名为考生准考证号，文件夹位于 Windows 桌面上）。 DS18B20 MCU 3X4 矩阵键盘 继电器 数码管显示 LED 2/4 设计任务及要求 1. 温度检测 温度检测采用 DS18B20 温度传感器，数据经过单片机处理后，与用户设定的温度 上限（TMAX）和温度下限（TMIN）比较，确定当前温度所处的区间，数码管温度显 示格式如图 2 所示： - 1 - 8 8 8 2 8 温度区间显示 (TMIN≤T≤TMAX) 不使用-熄灭 当前温度（28℃） 图 2. 温度显示界面 关于温度区间的说明： 温度区间 0： 当前温度<TMIN 温度区间 1： TMIN≤当前温度≤TMAX 温度区间 2： 当前温度>TMAX 可设定的最大温度区间：0℃～99℃ 2. 用户输入-3X4 矩阵键盘 通过矩阵键盘设定系统的工作参数，各个按键的功能定义如图 3 所示： 图 3. 矩阵键盘功能定义（左侧为按键标号，右侧为定义的按键功能） “设置”按键按下后，进入工作参数设定界面，如图 4 所示，依次按下设定的数值， 再次按下“设置”按键，保存当前输入的数据，并退出工作参数设定界面。 - 8 8 8 8 - 8 8 分隔符 温度上限（TMAX） 不使用-熄灭 分隔符 温度下限（TMIN） 图 4. 数码管显示格式-温度设定界面 以设定 TMAX 为 35 摄氏度，TMIN为 25 摄氏度为例说明参数设定过程：按下“设置” 按键，然后依次按下数字按键“3” “5” “2” “5”如图 5 所示，再次按下“设 置”按键，完成参数设定，并退出参数设定界面。在输入过程中，按下“清除”按 键，将清除当前输入数据，若设定工作参数错误，如 TMAX<TMIN，L2 常亮，修正错 S9 S13 S17 S5 S16 S12 S8 S4 S11 S15 S19 S7 S18 S14 S10 0 S6 7 8 S17 6 S16 9 1 2 S19 0 S18 5 4 3 设置 清除 3/4 误设定并保存参数后，L2 熄灭。 - 3 5 8 8 - 2 5 分隔符 温度上限（TMAX） 不使用-熄灭 分隔符 温度下限（TMIN） 图 5. 数码管显示格式-温度设定界面 3. 执行机构 执行机构由指示灯 L1 和继电器组成，用于报警和连接外部高低温执行机构。 3.1 实时温度处在温度区间 0，继电器关闭，指示灯 L1 以 0.8 秒为间隔闪烁； 3.2 实时温度处在温度区间 1，继电器关闭，指示灯 L1 以 0.4 秒为间隔闪烁； 3.3 实时温度处在温度区间 2，继电器打开，指示灯 L1 以 0.2 秒为间隔闪烁。 4. 初始化状态说明 系统默认的温度上限（TMAX）为 30℃，温度下限(TMIN)为 20℃，可以通过矩阵键盘 修改。 5. 电路原理图设计 假定一个光敏电阻，在光线充足的状态下，阻值为 5 KΩ ,挡光状态下阻值≥45KΩ， 使用简单阻容元件、晶体管、运算放大器等设计一个光敏电阻开关电路，挡光状态 下电路驱动 5V 继电器 K1 吸合，反之，继电器断开。设计过程中，需要考虑信号 抖动等因素，简述电路的工作原理与设计思路，并绘制出电路原理图。 项目名称 得分 评卷人 电路设计 一. 电路原理图设计 根据设计任务要求，使用 Protel 99se或Altium Designer Summer09软件设计电路原理图， 设计必须使用给定的元器件，标明元器件参数。原理图文件保存在考生文件夹中（文件夹以 考生的准考证号命名）。 4/4 项目名称 得分 评卷人 程序设计 二. 程序编写及流程图绘制 1. 画出程序流程图，保存在考生文件夹中。 2. 按照设计要求完成程序设计任务，并将工程文件保存在考生文件夹中。 项目名称 得分 评卷人 硬件调试 三. 软、硬件统调 将编译通过的程序下载到单片机芯片中，进行软、硬件统调。 1. 系统初始化状态正确； 2. 数码管显示功能，界面设计满足题目要求； 3. 继电器控制功能实现，无误动作； 4. LED 闪烁控制功能实现； 5. 温度测量功能； 6. 矩阵键盘参数设定功能实现 。