上海单片机实操理论画图评分表.docx
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上海单片机实操理论画图评分表.docx
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上海单片机实操理论画图评分表
上海市“星光计划”第6届中等职业学校职业技能大赛
单片机控制装置安装与调试项目
任
务
书
中国·上海
2015年3月
一、工作任务及其要求
请你在四个小时内,使用YL-236型单片机控制装置制作完成智能投篮机系统,具体要求如下:
1.请阅读并理解智能投篮机系统的工作原理。
按本任务书要求和有关说明正确选用需要的控制模块和元器件,完成系统策划及冷库控制系统的控制工作,并制作相关的工作任务书上所涉及的有关知识答题。
2.在赛场提供的图纸上,规范地画出该系统的电气模块连接图,并在标题栏填写你的竞赛工位号。
根据你画出的电气模块接线图,连接完成该系统的电路。
3.编写该系统的控制程序,并存放在D盘以工位号命名的文件夹内。
4.请先检测和调整机械手装置,根据任务书要求编写程序,使之能实现规定的控制要求,并将相关程序装载在单片机中。
二、智能投篮机系统装置的说明与相关要求
(一)智能投篮机系统的组成与功能简述
某公司最新开发的智能投篮机系统结构如图1所示,它主要由取奖装置、监控装置、投篮机装置三部分组成。
它是让玩家进行篮球投篮娱乐的体育设备。
图1智能投篮机系统结构示意图
当玩家在投币区投入相应的游戏币时,智能投篮机开启游戏。
游戏挑战分娱乐模式和挑战模式,娱乐模式有排行榜,分数进入排行榜前五便可刷新前五记录并获得奖品。
挑战模式有规定的时间、难度和入球合格分数线。
当玩家成功完成挑战模式时,便能获得奖品A(黄球)或奖品B(白球)任意两份。
奖品由机械手选取,并由传送带传送至奖品出口处。
当智能投篮机出现问题,则将会通过通信装置告诉管理员,系统停止工作。
(二)智能投篮机系统功能设计
智能投篮机系统的工作过程分上电初始化状态,正常工作状态和系统出错状态三种情况描述。
使用的模块将在以下描述中提到。
1、上电初始化状态
(1)使用LED1~LED0分别作为键盘第二功能指示(LED0)、故障指示灯(LED1)。
(2)使用数码管显示投币的个数。
具体显示格式如图2所示。
图2数码管显示器初始化显示内容
(3)键盘键位如图3所示:
图3矩阵式按键功能示意图
其中切换键用于图中两种按键模式的切换。
单击【切换】键,键盘按键功能将在两者之间互换。
键盘指示灯LED0灯的亮灭见图3描述。
(4)液晶初始界面显示内容如图4所示。
投篮分为娱乐模式和挑战模式,按键盘的方向键选择菜单(被选中的菜单背景和字体取反),按【确定】进入相关的投篮模式(液晶字体规格自定,后面模式也是如此)。
图4液晶初始界面
(5)使用LM35测量室温,室温显示位置如图4所示,初始状态显示室温。
使用MCU07模块上的电位器旋钮输出模拟室内湿度,室内相对湿度与电位器电压关系如表1所示,显示位置如图4所示。
电位器电压值(伏)
5
4
3
2
1
0
室内相对湿度
0%
20%
40%
60%
80%
100%
表1
设室内相对湿度的初始值为60%,任意时刻,当温度大于45度或相对湿度大于80%,系统暂停工作
(6)机械手初始化:
系统控制机械手复位至出提奖位A上方,手臂收回、气爪处于放松状态。
出口位C位置描述见图5,此刻提奖位A放黄球,B放白球。
初始状态时,当提奖位A或提奖位B没有礼品提取时,系统进入出错状态。
图5机械手初始状态示意图
(7)使用直流电机模拟礼品传输带的驱动电机,初始化状态下驱动电机为停止状态。
(8)使用步进电机模拟篮框的左右移动装置,步进电机的运动范围为1cm至9cm之间。
初始状态下,步进电机指针指向5cm处。
(9)使用接近开关0检测游戏币的投入个数,每投入一个硬币将产生一个低电平脉冲。
使用接近开关1检测投篮时的入球数量,每进入一球将产生一个低电平脉冲。
2、正常工作状态
(1)娱乐排名
在系统初始状态下,玩家通过键盘的方向操作,在液晶显示(图4)中,选中娱乐排名并按下确定键。
液晶显示排行榜(图6)三秒,三秒后自动返回液晶初始界面(图4)。
图6娱乐排名榜图
注意:
排名榜的分数统计范围仅限于娱乐模式,排名各个名次分数初始值如图6所示。
排名并非不变的,当有人在娱乐模式中创下新记录时,分数将会插入排名的对应位置,该名次及往后的分数都向后移动一名。
如有人创下10分记录,则第3名记录改为10,第4名改为08,第5名改为06。
(2)娱乐模式
在系统初始状态下,玩家通过键盘的方向操作,在液晶显示(图4)中,选中娱乐模式并按下确定键后,开始投币。
每当接近开关0检测到有硬币投入,数码管(图2)显示的投币个数加1。
当投币数达到2时,玩家开始投篮游戏。
图7数码管娱乐模式状态显示图
数码管从10.0秒开始倒计时,时间精确到0.1秒,当递减至0秒时,游戏结束。
投篮分的初始值为000,每当玩家投入一球,投篮分加两分。
图8液晶屏娱乐模式状态显示图(xx为温度、湿度实时值)
液晶屏第一行显示玩家的得分(即投篮分)。
当玩家的得分超过第二行的最高分时,玩家的得分则成为最高分,实时显示在最高分冒号的右方。
当玩家的得分超过第三行目标分数时,第三行把排行榜中比此刻得分更高的名次和分数显示出来,直到显示至第一名的记录为止。
如:
当玩家得分为08分时,超过第3、4名记录的06分,此刻,第三行将第2名的记录显示在第三行,即显示“第2名:
12”。
当投篮时间递减至0时,游戏结束,若玩家得分没有进入前五,系统返回初始状态。
若玩家得分进入前五,液晶屏将最新的娱乐排名显示出来,机械手从提奖位A处取出奖品A放至C处,经直流电机正转一圈,将奖品A传送到奖品出口处。
若玩家得分为最高分,则将B奖品取送给玩家,过程与A奖品相同。
然后系统返回初始状态。
(3)挑战模式
在系统初始状态下,玩家通过键盘的方向操作,在液晶显示(图4)中,选中挑战模式并按下确定键后,开始投币。
当投币数达到5时,玩家开始投篮游戏。
图9数码管挑战模式状态显示图
数码管从15.0秒开始倒计时,时间精确到0.1秒,当递减至0秒时,游戏结束。
投篮分的初始值为000,每当玩家投入一球,投篮分加三分。
图10液晶屏挑战模式状态显示图(xx为温度、湿度实时值)
液晶屏中,
表示灯亮,
表示灯灭。
我们用三盏灯来表示时间的进度,初始状态为
,投篮时间的每减5秒熄灭一盏灯,当时间为0时,时间进度状态为
。
同理,我们也用三盏灯来表示分数的进度,初始状态为
,分数每增加10分点亮一盏灯,当时投篮分达到30分时,分数进度状态为
,进度状态不再变化。
步进电机(篮筐运动装置)在1cm至9cm处做往返运动,游戏开始五秒的速度为1cm/秒,游戏中段的五秒的速度为2cm/秒,游戏末5秒的速度为3cm/秒。
每当玩家进入一球,步进电机马上改变运动方向。
篮框在液晶屏第一行显示为
标志,
标志的运动方向、速度,状态与步进电机指针同步。
当步进电机指针在1cm时,
在方框
的最左端;当步进电机指针在9cm时,
在方框
的最右端。
游戏结束,若玩家挑战不成功,系统返回初始状态。
若玩家成功在15s内完成30分投篮挑战,液晶屏显示如图11所示(被选中的菜单背景和字体取反)。
图11液晶屏奖品选择图(xx为温度、湿度实时值)
选择AA项并按确定,机械手分两次将A奖品从工位A取出并放置至C处,当两份奖品均放置在C处时,直流电机正转一圈,将奖品送至出口处。
选择BB项,则取出两份B奖品;选择AB项,则取出一份A和一份B奖品;其运动过程与AA项类同。
(注意:
当第二次取奖品时,若在工位A检测不到A奖品,则机械手暂停在工位A上方,气爪松开,直到检测到奖品A才继续工作。
同理B工位的B奖品的检测及操作)。
取奖品完成后,系统返回初始状态。
3、出错状态
当系统出错时,数码管按图14所示内容显示(内容左右来回移动,大约0.5秒移动一位,字符最左端到达最高位或最右端到达最低位时向相反方向移动),同时,故障指示灯(LED1)点亮。
图12出错情况下的数码管显示格式
(1)若错误发生在初始状态下,奖品被取光。
则通过超级终端向管理员发送“奖品取光”的命令。
当管理员将奖品放置好,并在键盘上输入密码“123456”后,系统回到初始状态继续工作,故障指示灯(LED1)熄灭。
(2)当温度大于45度或相对湿度大于80%,则通过超级终端向管理员发送“温度过高”或“湿度过高”的命令。
当温度或湿度回复到工作允许范围,系统在被暂停处继续工作,故障指示灯(LED1)熄灭。
图13出错情况下的超级终端通信图
调试记录填写
一、相关数据处理:
根据任务书表一中的数据,请在图14中用描点法画出相对湿度与电压关系曲线图。
图14相对湿度与电位器旋钮输出电压关系曲线图
二、请仔细阅读任务书中,系统正常工作娱乐模式中机械手取奖品的部分,此刻,机械手处于初始状态(处于提奖位A(工位1)上方,气爪松开),假设工位上都有对应奖品,完成流程图。
三、根据任务书的要求,正确选用相关的模块,画出模块接线图。
单片机控制装置安装与调试项目评分表
单片机控制装置安装与调试项目的满分为100分。
工位号:
_____
一、模块选择(此项满分3分,最低0分)
评分项目
分值
评分标准
得分
评委
签名
模块的选择
3
模块或元件选择多于、少于试题要求的,1个扣1分,扣完为止。
二、工艺性评分标准(此项满分10分,最低0分)
评分项目
分值
评分标准
得分
评委
签名
模块布局工艺(2分)
2
模块布置不合理,每个模块扣1分,扣完为止。
导线选择与布线工艺
(8分)
2
导线选择不合理,不同类型的信号线不分颜色的,每处扣1分;扣完为止。
2
导线没有连接或连接错误,一处扣1分;导线连接不牢,同一接线端子上连接多于2条的,每项扣1分,扣完为止。
2
导线走线杂乱不合理,电源线与信号线不分的,每处扣1分,扣完为止。
2
扎线不整齐美观,模块接线图与实际连线不符的每项扣1分,扣完为止。
小计
三、程序编写与模块连接图(此项满分7分,最低0分)
评分项目
分值
评分标准
得分
评委
签名
程序文件存放(2分)
2
根据任务书,将程序写在任务书的指定位置。
画出系统硬件模块接线图(5分)
1
使用的模块漏画,模块或器件没有标号、符号或标号不符合标准要求,每处扣0.5分,扣完为止。
2
模块没有连线、连线有错误的、接线图与实际连线不符的每处扣0.2分,扣完为止。
2
图形布局不美观,不整洁、没有填写工位号每处扣0.5分,扣完为止。
小计
四、功能评分标准(此项满分60分,最低0分)
项目
评分项目
分值
评分标准
得分
评委
签名
提交
芯片烧写
2
2
比赛结束时能正确将程序烧写在芯片中得2分。
初始状态
LED灯
18
2
第二功能指示(LED0)、故障指示灯(LED1)能正确反映当前状态。
2分
数码管显示
3
数码管在要求的位置显示投币个数和相应的符号2分;
数码管显示的效果1分
LCD用水量显示界面
4
液晶显示字体内容正确,完整得2分
液晶字体显示的位置准确得2分
温度、湿度检测
3
温度能够正确显示在液晶屏上得1.5分
湿度能按要求调节并在液晶上显示为60%得1.5分
步进电机起始位
2
步进电机复位至指定位置处得2分。
直流电机(传输带)
1
直流电机在开始处于静止状态得1分
小球
1
小球按要求摆放在指定位置1分
机械手状态
2
机械手能复位至指定的工位上方得1分,手爪放松1分。
正常状态
娱乐排名
34
8
1、在初始界面中选中娱乐排名,按确定能进入画面1分
2、液晶显示能按要求将文字显示出来3分
3、画面停留三秒后,自动返回初始界面2分
4、整个过程流畅,效果良好2分
娱乐模式
12
1、数码管能按要求显示游戏时间和投篮分,投篮时间能在游戏开始时按要求倒计时,投篮分能在接近开关检测到入球是加2分(3分)
2、液晶能按要求显示,里面的各个参数能够按题目要求实现排名变化.(5分)
3、当条件满足时,机械手能按要求将奖品取出(3分)
4、当奖品取至C处时,直流电机能正转一圈(1分)
挑战模式
13
1、数码管能按要求显示游戏时间和投篮分,投篮时间能在游戏开始时按要求倒计时,投篮分能在接近开关检测到入球是加2分(2分)
2、液晶能按要求显示,液晶的时间和分数进度灯能按要求亮灭。
(2分)
3、步进电机在1cm到9cm做往返运动,且速度能够根据时间减少而增加,当入球时能做反向运动,液晶中的步进电机标志能与步进电机同步。
(5分)
4、当要求达到后,液晶能进入取奖阶段,选择好奖品后,机械手能按要求将奖品取出(4分)
循环运行
1
该程序能够循环运行得1分。
出错状态
LED指示灯
6
0.5
LED能按要求亮灭
奖品取光故障
3.5
1、检测到没有奖品时进入故障模式。
2、上位机向管理员发送“奖品取光”命令
3、管理员输入123456密码后返回初始界面。
4、数码管显示ERR
温度、湿度故障
2
1、温度、湿度大于指定值时候指定值时候响应故障
2、液晶能按要求显示,
3、温度、湿度回复正常的时候,系统返回初始界面。
小计
四、理论知识标准(此项满分10分,最低0分)
题目
分值
评分标准
得分
评委
签名
一、画图题
5
1、准确将每个点标记出
2、画出相对湿度与旋钮电压的关系图
二、流程图
5
每个填空正确得1分
小计
六、职业与安全意识评分标准(此项满分为10分,最低-20分)
评分项目
分值
评分标准
得分
评委
签名
操作是否符合安全操作规程
4
没穿绝缘电工鞋的扣2分,出现不符合安全操作规程(如带电安装)的,一次扣1分,扣完为止。
工具的摆放和正确使用、导线线头的处理、调试操作方法等是否符合职业岗位的要求
3
没有按要求及时保存编写程序扣1分,出现工具运用、装置取舍不符合职业岗位要求的(如工具遗忘在赛场),一次扣1分,扣完为止。
是否遵守赛场纪律、爱惜赛场的设备和器材、保持工位整洁
3
发现违反赛场纪律(如规定时间外继续答题不听劝阻)、损坏设备仪器的,一次扣3分。
工位不整洁扣1~3分,扣完为止。
特别:
1.完成工作任务并交卷后,出现电路短路总成绩再扣10分;
2.完成工作任务过程中,因违反操作规程未造成严重后果或影响自己及他人比赛的(如造成整个机房停电)总成绩再扣5-10分;
3.损坏赛场提供的设备,污染赛场环境,不符合职业规范的行为,视情节总成绩再扣5-10分;
4.严重违反纪律的,如提前操作,由现场评委记录,扣3-5分;出现作弊现象,经主评委确认,直接取消该选手参赛资格。
小计
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