蓝桥杯七大国赛：电压、频率采集设备设计详解

蓝桥杯第七届全国大学生电子设计竞赛的试题围绕一个“电压、频率采集设备”的主题展开。该设备主要涉及五个关键任务： 1. 频率信号测量：参赛者需利用NE555方波信号发生器生成频率范围在500Hz至20KHz的方波信号，通过电位器RB3调节信号频率，并允许通过“跳线帽”连接单片机P34引脚与信号发生器输出，实现频率的实时检测。 2. 电压信号测量：利用RB2电位器产生0V至5V的测试电压，设备需能准确测量并显示这些电压值。 3. 实时时钟功能：设备内置DS1302实时时钟芯片，要求读取并显示时间，上电后初始时间设定为23时59分55秒，支持用户通过按键进行时钟调整。 4. 记录与输出功能：根据硬件性能，设计合理的采样周期，当电压偏离预设的上下限（VL和VH）时，记录事件类型和发生时间到E2PROM，只保留最近一次电压波动的数据，自定义数据存储格式。 5. 显示与按键控制：设备配备有4×4矩阵键盘，其中S7为“时钟”键，用于显示和设置时间；S4在“电压测量”模式下调整电压阈值，S6用于启动电压测量和频率测量，S5负责频率测量，S9则用于查询最近的电压波动信息。在这些功能下，按键配合相应的显示界面，提供了用户友好的交互体验。 这个比赛不仅考察参赛者的硬件设计与调试能力，还测试了他们对数字信号处理、时间管理、存储技术以及用户界面设计的理解。参与者需要综合运用单片机编程、模拟电路、数字电路、以及嵌入式系统知识来完成这项挑战。同时，对时间管理和数据存储策略的优化也是解决本题的关键所在。