2022年国赛 中职组 电子电路装调与应用赛项赛题(模块D).docx
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1、模块 D电路搭建与应用工作任务1. 请根据系统的相关说明,选择所需要的控制模块和元器件,在提供的图纸上画出系统的模块接线图。2. 根据画出系统的模块接线图,搭建系统。3. 编写程序,调试系统相关的模块,将程序烧写到主机模块,实现系统的电路功能。子任务 1电子时钟系统一、电子时钟系统的相关说明系统整体框架如图 4-1-1 所示:图 4-1-1 系统整体框架1. 按键部分使用按键模块(KEY)中的独立按键作为输入;KEY1 作为设置键,KEY2 作为调整键;2. 显示部分显示部分是使用OLED 模块来显示的,用来显示时间及其他信息。二、电子时钟系统程序编写要求(一)系统初始化按主机模块上的复位键(
2、RST)或者主机模块重新上电,要求OLED 屏幕第二行居中显示“RTC CLOCK”,如图 4-1-2 界面。19图 4-1-2 显示初始化显示图 4-1-3 时间显示界面(二)系统设置及要求1.初始化完成后,过 3S 钟后系统进入时间显示界面,如图4-1-3 所示。第一行内容居中显示“RTC CLOCK”,第二行内容居中显示年月日,要求初始年月日与显示格式为 2021-10-10,第三行居中显示时间,要求初始时间与显示格式为 00:00:00;第四行居中显示星期几,要求初始星期显示“Mon”,星期一至星期日分别用“Mon”,“Tue”, “Wed”,“Thu”,“Fri”,“Sat”,“Su
3、n”来表示;进入时间显示界面后,时间开始正常走时。三、系统功能1. 当按下“KEY1”键之后,表示年份的数字(图D-3 中的 2021)开始闪烁,进入时间设置时间界面,此时按一下“KEY2”键,年份加1,再按一下“KEY2”键,年份再加1;如此重复,当年份数字加到 2030 时需要将年份数字变为 2020;2. 调整到正确的年份之后,当再按下“KEY1”键,则切换到月份闪烁,年份停止闪烁; 此时按一下“KEY2”键,月份加1,再按一下“KEY2”键,月份再加1;如此重复,月份的调整范围为 01-12;3. 调整到正确的月份之后,当再按下“KEY1”键,则切换到日期闪烁,月份停止闪烁; 此时按一
4、下“KEY2”键,日期份加1,再按一下“KEY2”键,日期再加1;如此重复,日期的调整范围为 01-31;4. 时间和星期的设置流程同步骤 2-4;按小时,分钟,星期的顺序依次调整;小时的设置范围:00-23;分钟设置的范围:00-59;星期的设置按“Mon”,“Tue”,“Wed”,“Thu”, “Fri”,“Sat”,“Sun”依次显示;5. 当“KEY1”按键和“KEY2”按键同时没有按超过 10S;则返回时间显示界面;时间正常走时。子任务 2音调发生器一、音调发生器的相关说明系统整体框架如图 4-2-1 所示:图 4-2-1 系统整体框架使用蜂鸣器模块(beep)产生不同的音调;二、音
5、调发生器的程序编写要求按主机模块上的复位键(RST)或者主机模块重新上电,要求蜂鸣器发出音调参数 528,音量参数 0.35 的声音,持续 5s;三、电路功能在 5s 时间过后,要求蜂鸣器发出 7 种不同的音调,每种音调发出的声音持续2s;第7 种音调发出等待 2s 后,返回继续发出第一种音调;如此重复;要求的音调和音量参数分别为:音调参数:528,587,659,698,784,880,988;音量参数:0.35,0.30,0.25,0.20,0.15,0.10,0.05子任务 3土壤湿度检测系统一、土壤湿度检测系统的相关说明系统整体框架如图 4-3-1 所示:图 4-3-1 系统整体框架1
6、. 土壤湿度传感器通过读取土壤湿度传感器的AD 值来测量土壤的湿度。2. 显示部分显示部分是使用OLED 模块来显示的,用来显示时间及其他信息。二、土壤湿度检测系统的制作要求(一)系统初始化按主机模块上的复位键(RST)或者主机模块重新上电,要求OLED 屏幕第二行居中显示“SOIL”,第三行居中显示“moisture”,如图 4-3-2 界面。图 4-3-2 显示初始化显示图 4-3-3 土壤湿度检测界面(二)系统设置及要求初始化完成后,过 3S 钟后系统进入土壤湿度检测界面,如图4-3-3 所示。第一行内容居中显示“moisture”,第二行内容居中显示 AD 采集的数值;要求检测数值范围
7、 0-4095;第三行显示的内容为:当检测数值范围在 0-1023 时,显示“Dry!”, 当数值范围在1024-2048 时,显示“Nomal”,当数值范围在 2048-4095 时,显示“To much”。子任务 4简易安防系统一简易安防系统的相关说明系统整体框架如图 4-4-1 所示:图 4-4-1 系统整体框架1. 人体感应传感器通过读取人体感应传感器(PIR)的数据来判断是否有人进入。2. 蜂鸣器模块蜂鸣器模块用来实现发声报警功能。二、简易安防系统提供能1. 当人体感应传感器模块(PIR)检测不到人体时,蜂鸣器不叫;2. 当人体感应传感器模块(PIR)初次检测到人体时,蜂鸣器以 50
8、0HZ 的频率叫;3. 当人体感应传感器模块(PIR)在两次间隔 10S 内再次检测到人体时,蜂鸣器以 700HZ的频率叫;4. 当人体感应传感器模块(PIR)在两次间隔 20S 后没有检测到人体时,蜂鸣器停止叫。子任务 5电机驱动系统一电机驱动系统的相关说明系统整体框架如图 4-5-1 所示:图 4-5-1 系统整体框架1. 按键模块使用按键模块(KEY)中的独立按键作为输入;KEY1 作为速度增加减少键,KEY2 作为旋转方向设置键;2. 电机驱动部分电机驱动部分是采用电机驱动模块(TB6612)和直流电机,通过按键设置,可以达到电机调速的目的二、电机驱动系统功能(一)系统初始化按主机模块
9、上的复位键(RST)或者主机模块重新上电,要求直流电机不转;(二)系统功能1. 当每按一下“KEY1”键之后,电机正转,速度按 20%转速增加,一直增加到转速为100%;2. 当转速达到 100%时;每按一下“KEY1”键之后,电机正转,速度按 20%转速减少, 一直减少到转速为 0;3. 每按一下“KEY1”键之后,按照步骤(1)(2)方式循环执行;4. 当每按一下“KEY2”键之后,电机运行方向切换,如果当前为正转,按下“KEY2” 键之后,则电机反转,如果当前为反转,按下“KEY2”键之后,则电机正转;5. 约定电机输出轴正对自己方向时,顺时针旋转时为正转。子任务 6光控多彩灯一、光控多
10、彩灯的相关说明 系统整体框架如图 4-6-所示:图 4-6-1 系统整体框架1. 光敏传感器模块通过光敏传感器模块(light sensor)的数据读取,可以知道环境的明暗程度;2. RGB 彩灯模块RGB 彩灯模块(WS2812)可以显示多种不同颜色; 二、光控多彩灯功能1. 读取光敏传感器的数值,使其可以控制RGB 彩灯模块;2. 当光敏传感器读取的数值大于 1024 时,RGB 彩灯模块U1-U4 依次逐个亮红色,当 U4 点亮之后,继续从U1-U4 依次逐个亮红色;3. 当光敏传感器读取的数值小于 1024 时,RGB 彩灯模块U1-U4 依次逐个亮蓝色,当 U4 点亮之后,继续从U1
11、-U4 依次逐个亮蓝色。子任务 7远程数据采集系统一、远程数据采集系统的相关说明系统整体框架如图 4-7-1 所示:图 4-7-1 系统整体框架1. 温湿度模块通过温湿度模块(DHT11)的数据读取,可以知道环境的温度和湿度;2. 气压传感器通过气压传感器(bmp280)的数据读取,可以知道环境的气压;3. AI 主机模块通过串口读取远程的数据,并显示在显示屏上;4. ESP32 主机模块读取传感器的数据,通过串口发送数据到远程主机上显示; 二、远程数据采集程序编写要求显示屏显示内容“Data”,“Acquisition”,“System”,要求分别显示三在行居中的位置,字体红色,字体大小设置
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