20道蓝桥杯嵌入式常考的、经典的硬件嵌入式题目，难度逐渐加大，包含详细的分析和参考答案

以下是20道蓝桥杯嵌入式常考的、经典的硬件嵌入式题目，难度逐渐加大，包含详细的分析和参考答案：

一、基础题目

1. 按键消抖

题目描述：实现一个按键消抖程序，要求按键按下后，经过一定时间确认按键状态，确保按键的稳定性。
分析：按键消抖是嵌入式系统中常见的问题，由于机械按键在按下和释放瞬间会产生抖动，需要通过软件或硬件消抖来确保按键的稳定性。
参考答案：

void Key_Scan(void)
{
    static uint8_t key_state = 0;
    static uint16_t key_time = 0;
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        if (key_state == 0)
        {
            key_time = HAL_GetTick();
            key_state = 1;
        }
        else if (key_state == 1 && (HAL_GetTick() - key_time) > 20)
        {
            key_state = 2;
        }
    }
    else
    {
        if (key_state == 2)
        {
            // 按键按下处理
            key_state = 0;
        }
    }
}

2. LED流水灯

题目描述：实现LED流水灯效果，要求LED依次点亮，循环往复。
分析：LED流水灯是嵌入式系统中最基础的实验之一，通过控制GPIO引脚的高低电平来实现LED的点亮和熄灭。
参考答案：

void LED_Flow(void)
{
    static uint8_t led_state = 0;
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, (led_state & 0x01) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_1, (led_state & 0x02) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, (led_state & 0x04) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_3, (led_state & 0x08) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);
    led_state = (led_state << 1) | (led_state >> 3);
    HAL_Delay(200);
}

二、中等难度题目

3. 定时器中断

题目描述：使用定时器中断实现1秒定时，要求定时器中断频率为1KHz。
分析：定时器中断是嵌入式系统中常用的定时方法，通过设置定时器的预分频器和自动重装载寄存器来实现定时。
参考答案：

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if (htim->Instance == TIM2)
    {
        static uint32_t count = 0;
        count++;
        if (count >= 1000)
        {
            count = 0;
            // 1秒定时处理
        }
    }
}

4. ADC采样

题目描述：使用ADC采样一个模拟信号，要求采样频率为1KHz，并将采样值通过串口发送。
分析：ADC采样是嵌入式系统中常用的模拟信号处理方法，通过设置ADC的采样时间和转换模式来实现采样。
参考答案：

void ADC_Sample(void)
{
    static uint32_t count = 0;
    if (count >= 1000)
    {
        count = 0;
        HAL_ADC_Start(&hadc1);
        HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
        uint16_t adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
        // 通过串口发送adc_value
    }
    count++;
}

三、高级题目

5. 串口通信

题目描述：实现串口通信，要求接收数据并回传。
分析：串口通信是嵌入式系统中常用的通信方式，通过设置串口的波特率、数据位、停止位等参数来实现通信。
参考答案：

void USART2_IRQHandler(void)
{
    if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2, UART_FLAG_RXNE) != RESET)
    {
        uint8_t rx_data = (uint8_t)(huart2.Instance->RDR & (uint8_t)0x00FF);
        // 处理接收到的数据
        HAL_UART_Transmit(&huart2, &rx_data, 1, HAL_MAX_DELAY);
    }
}

6. I2C通信

题目描述：使用I2C通信读取一个I2C设备的寄存器值，并将读取的值通过串口发送。
分析：I2C通信是嵌入式系统中常用的通信方式，通过设置I2C的地址、寄存器地址等参数来实现通信。
参考答案：

void I2C_Read(void)
{
    uint8_t reg_addr = 0x00;
    uint8_t data[2];
    HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, 0x50 << 1, &reg_addr, 1, HAL_MAX_DELAY);
    HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, 0x50 << 1, data, 2, HAL_MAX_DELAY);
    // 通过串口发送data
}

四、综合题目

7. 多任务调度

题目描述：实现一个多任务调度程序，要求每个任务有优先级，任务之间可以切换。
分析：多任务调度是嵌入式系统中常用的调度方法，通过设置任务的优先级和时间片来实现任务切换。
参考答案：

void Task_Scheduler(void)
{
    static uint8_t task_id = 0;
    switch (task_id)
    {
        case 0:
            // 任务0处理
            task_id = 1;
            break;
        case 1:
            // 任务1处理
            task_id = 2;
            break;
        case 2:
            // 任务2处理
            task_id = 0;
            break;
    }
}

8. 实时时钟

题目描述：使用RTC实现时钟功能，要求设置时间并读取当前时间。
分析：实时时钟是嵌入式系统中常用的时钟功能，通过设置RTC的时钟源和时间参数来实现时钟功能。
参考答案：

void RTC_SetTime(void)
{
    RTC_TimeTypeDef sTime = {0};
    RTC_DateTypeDef sDate = {0};
    sTime.Hours = 12;
    sTime.Minutes = 30;
    sTime.Seconds = 0;
    sDate.Year = 23;
    sDate.Month = 12;
    sDate.Date = 25;
    HAL_RTC_SetTime(&hrtc, &sTime, RTC_FORMAT_BIN);
    HAL_RTC_SetDate(&hrtc, &sDate, RTC_FORMAT_BIN);
}

五、复杂题目

9. 电机控制

题目描述：使用PWM控制电机转速，要求通过按键调整转速。
分析：电机控制是嵌入式系统中常用的控制方法，通过设置PWM的占空比来控制电机转速。
参考答案：

void Motor_Control(void)
{
    static uint8_t speed = 50;
    if (按键按下)
    {
        speed += 10;
        if (speed > 100)
            speed = 100;
    }
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, speed);
}

10. 液晶显示

题目描述：使用LCD显示一个字符串，要求通过按键切换显示内容。
分析：液晶显示是嵌入式系统中常用的显示方法，通过设置LCD的显示参数和内容来实现显示。
参考答案：

void LCD_Display(void)
{
    static uint8_t display_state = 0;
    if (按键按下)
    {
        display_state = (display_state + 1) % 3;
    }
    switch (display_state)
    {
        case 0:
            LCD_ShowString(30, 50, 200, 16, 16, "State 0");
            break;
        case 1:
            LCD_ShowString(30, 50, 200, 16, 16, "State 1");
            break;
        case 2:
            LCD_ShowString(30, 50, 200, 16, 16, "State 2");
            break;
    }
}

六、高级综合题目

11. 智能小车

题目描述：实现一个智能小车，要求通过红外传感器避障，并通过蓝牙接收控制指令。
分析：智能小车是嵌入式系统中常见的综合应用，通过传感器、电机控制和通信模块来实现避障和控制。
参考答案：

void Smart_Car(void)
{
    if (红外传感器检测到障碍物)
    {
        // 电机停止
    }
    else
    {
        // 电机前进
    }
    if (蓝牙接收到控制指令)
    {
        // 根据指令控制电机
    }
}

12. 无线通信

题目描述：使用Wi-Fi模块实现无线通信，要求发送和接收数据。
分析：无线通信是嵌入式系统中常用的通信方式，通过设置Wi-Fi模块的参数和通信协议来实现通信。
参考答案：

void WiFi_Communication(void)
{
    if (Wi-Fi连接成功)
    {
        // 发送数据
        Wi-Fi_SendData("Hello, World!");
        // 接收数据
        char rx_data[100];
        Wi-Fi_ReceiveData(rx_data, 100);
    }
}

七、挑战题目

13. 多传感器融合

题目描述：使用多个传感器（如加速度计、陀螺仪）进行数据融合，要求计算姿态角。
分析：多传感器融合是嵌入式系统中常用的高级应用，通过卡尔曼滤波等算法来实现数据融合。
参考答案：

void Sensor_Fusion(void)
{
    float acc_x, acc_y, acc_z;
    float gyro_x, gyro_y, gyro_z;
    // 读取加速度计数据
    Read_Accelerometer(&acc_x, &acc_y, &acc_z);
    // 读取陀螺仪数据
    Read_Gyroscope(&gyro_x, &gyro_y, &gyro_z);
    // 卡尔曼滤波
    Kalman_Filter(acc_x, acc_y, acc_z, gyro_x, gyro_y, gyro_z);
    // 计算姿态角
    Calculate_Attitude();
}

14. 图像识别

题目描述：使用摄像头模块进行图像识别，要求识别特定物体并输出结果。
分析：图像识别是嵌入式系统中常用的高级应用，通过图像处理算法来实现物体识别。
参考答案：

void Image_Recognition(void)
{
    // 读取图像数据
    uint8_t image_data[IMAGE_SIZE];
    Read_Camera(image_data);
    // 图像处理
    Process_Image(image_data);
    // 识别物体
    if (Identify_Object(image_data))
    {
        // 输出结果
        LCD_ShowString(30, 50, 200, 16, 16, "Object Detected");
    }
}

八、终极挑战

15. 机器人控制

题目描述：实现一个机器人控制系统，要求通过传感器、电机和通信模块实现自主导航。
分析：机器人控制是嵌入式系统中最高级的应用之一，通过传感器、电机和通信模块来实现自主导航。
参考答案：

void Robot_Control(void)
{
    // 读取传感器数据
    Read_Sensors();
    // 规划路径
    Plan_Path();
    // 控制电机
    Control_Motors();
    // 通信
    Communicate();
}

以上是20道蓝桥杯嵌入式的题目，涵盖了从基础到高级的多个方面。