2024年12月青少年机器人技术等级考试实际操作试卷(六级)
一、实操试题(共1题,共100分)
1) 主题:串口交互步进电机转动
器件:ESP32主控1块、步进电机1个、步进电机驱动器1个、LED灯模块1个,按键模块1个及相关器件,以上模块也可以采用分立器件结合面包板进行搭建。
任务要求:
通过串口监视器输入报文控制步进电机的转向及转动位置,使用LED灯指示步进电机的工作状态。
报文的格式有3种:Sxx、Cxx、Pxx。其中Sxx表示步进电机基于初始位置旋转xx步后停止;Cxx表示步进电机基于初始位置旋转xx圈数后停止,当xx为0.5时,顺时针旋转0.5圈后停止;P表示步进电机基于当前位置旋转xx步后停止。xx数值大于0时,步进电机顺时针旋转;小于0时,步进电机逆时针旋转。
具体任务要求如下:
(1)装置通电启动后,步进电机处于静止状态,当前位置为初始位置。
(2)点击按键模块,步进电机开始自检。自检方式为:步进电机顺时针转动半圈后停止,然后转回初始位置,接着逆时针转动半圈后停止,再次回到初始位置。
(3)自检完毕,在串口监视器中依次输入并发送下列报文数据,步进电机依据报文数据进行转动。
(4)输入报文S2048,步进电机顺时针旋转1圈后停止。
(5)输入报文S-1024,步进电机逆时针旋转到初始位置后,继续逆时针旋转半圈后停止。
(6)输入报文C0.5,步进电机顺时针旋转到初始位置后,继续顺时针旋转半圈后停止。
(7)输入报文P-1024,步进电机逆时针旋转到初始位置后停止。
(8)步进电机的转动采用梯形加减速控制。
(9)步进电机转动过程中,LED灯点亮,到达目标位置后,LED灯熄灭。
(10)程序采用Arduino C/C++代码编写,不得使用外部库调用;
(11)未作规定处可自行处理,无明显与事实违背即可。

说明:请考生在考试结束前,按照如下要求提交相关文件。
(1)将程序放在一个文件夹中,压缩为1个“rar或zip”格式文件,并命名为:DJKS6_身份证号,大小5M以下;
(2)将程序文件通过“上传附件”按钮进行上传;
(3)程序编写过程中不得打开其它示例程序,如发现,实操成绩按照0分处理。

参考资料:
AccelStepper类库头文件和相关类库函数如下,供参考。
头文件:AccelStepper.h
类库对象:AccelStepper(mode, pin1,pin2,pin3,pin4)
成员函数:
  setAcceleration(val);          //设置步进电机转动时的加速度
  setMaxSpeed(val);             //设置步进电机转动的最大允许速度
  setSpeed(val);                   //设置步进电机恒定转动时的速度值
  runSpeed();                      //启动步进电机以设定的速度值恒定转动
  currentPosition();              //返回当前的位置值
  moveTo(val);                     //设置步进电机运转的目标位置
  run();                               //启动步进电机按照设定的加速度和最大速度运转
  setCurrentPosition(val);      //设置当前位置为指定值
  distanceToGo(val);             //返回当前位置到目标位置之间的脉冲数

评分项:
1.器件及器件连接(20分)
2.功能实现(80分)
(1)装置自检,实现点击按键模块,步进电机顺时针转动半圈后停止,然后转回初始位置;(5分)
(2)上述完成后,步进电机逆时针转动半圈后停止,然后转回初始位置;(5分)
(3)实现输入报文S2048,步进电机顺时针旋转1圈后停止;(15分)
(4)实现输入报文S-1024,步进电机逆时针旋转到初始位置后,继续逆时针旋转半圈后停止;(15分)
(5)实现输入报文C0.5,步进电机顺时针旋转到初始位置后,继续顺时针旋转半圈后停止;(15分)
(6)实现输入报文P-1024,步进电机逆时针旋转到初始位置后停止;(15分)
(7)步进电机的转动采用梯形加减速控制;(5分)
(8)实现步进电机转动过程中,LED灯点亮,到达目标位置后,LED灯熄灭。(5分)
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