2022年甘肅省職業(yè)院校技能大賽（中職組）單片機控制裝置安裝與調試項目A 任務書

-10-一、工作任務及要求請在4小時（240分鐘）內，使用亞龍YL-236型單片機應用實訓考核裝置制作完成抓娃娃機模擬系統(tǒng)，具體要求如下：1．請仔細閱讀并理解抓娃娃機模擬系統(tǒng)的控制要求和有關說明，根據理解，選擇所需要的控制模塊和元器件。2．在賽場提供的圖紙上，根據控制要求正確畫出抓娃娃機模擬系統(tǒng)的模塊接線圖，并在標題欄的“設計”欄填寫你的競賽工位號。3．根據畫出的模塊接線圖，正確連接抓娃娃機模擬系統(tǒng)的電路。4．請編寫抓娃娃機模擬系統(tǒng)的單片機控制程序，存放在“D”盤中以場次、工位號命名的文件夾內，如第二場01工位號，可以按照所示這種格式命名，D:\2-01。5．請調試編寫的程序，檢測和調整有關元器件設置，完成抓娃娃機模擬系統(tǒng)的整體調試，使該抓娃娃機模擬系統(tǒng)能實現(xiàn)規(guī)定的控制要求，并將相關程序“燒入”單片機中。

二、機械手系統(tǒng)描述及有關說明圖2-1YL-G001裝置結構示意圖接料斗圖2-1所示是YL-G001裝置結構示意圖，主要包含機架、搬運機構及接供料機構。接料斗其中：1．機架主要功能是支撐起整個系統(tǒng)。2．搬運機構主要功能是在系統(tǒng)程序控制下通過相關元器件有效配合完成手爪對物料的抓取、搬運及放料等動作。3．接供料機構主要功能是使物料能順利導落，并能感測有無物料。4．搬運機構主要由行程開關，滾珠絲桿，氣動手爪，光纖傳感器，導氣缸，直流電動機，繼電器，單線圈電磁閥，雙線圈電磁閥構成。5．行程開關共有五個，從左到右分別為：左限位行程開關、三工位限位開關、二工位限位開關、一工位限位開關、右限位行程開關。左、右限位行程開關用來限制手爪的行程范圍，一、二、三工位限位開關用來定位手爪位置，一、二工位限位開關分別與供料斗下方的兩個物料檢測光電傳感器在垂直方向上對應，三工位限位開關與接料斗右端在垂直方向上對應，根據控制要求，這些行程開關位置可能需要調整。6．滾珠絲桿在直流電機的帶動下帶動手爪的水平運動。7．雙線圈電磁閥控制氣動手爪夾緊與放松。8．光纖傳感器感測手爪上是否有物體。9．單線圈電磁閥控制手爪的上升與下降。10．直流電機正反轉、電磁閥的導通與斷開由五個繼電器來控制。該裝置由X軸和Y軸以及兩個取料口一個放料口組成，其中X軸是由一臺直流24V減速電機、絲桿以及5個行程開關（最兩邊的是越程保護，中間三個分別作為3個工位限位開關并引出到接線端子）組成；Y軸則由電磁換向閥來驅動氣缸來實現(xiàn)Y軸的上下動作，并且氣缸上都有上下到位的磁性傳感器（傳感器引出到接線端子），氣缸上裝有一只Y型氣缸來驅動手爪來實現(xiàn)物料的抓取和放開并且手爪上面裝有一個磁性開關來判斷手爪是否夾緊，手爪上還裝有一個光纖傳感器（靈敏度可通過光纖放大器來調節(jié)）用來判斷手爪上是否有物料；兩個取料口下方各配一只光電傳感器（均可通過傳感器自身的旋鈕來調節(jié)靈敏度），用來判斷工位上是否有物料；另外該裝置需要提供氣壓來驅動氣缸。該裝置一共有9個傳感器信號，5個電磁閥驅動信號，均為24V電平，所以在使用時單片機要采集該裝置的傳感器信號就需要用“MCU10傳感器配接模塊”將24V電平轉換成5V電平，5個電磁閥則由“MCU05繼電器模塊”來中繼，用5V電平來驅動繼電器來實現(xiàn)電磁閥的驅動；具體的接法請看接線圖。該裝置的1號端子和2號端子是供電端子，需接入直流24V電源，請注意紅色端子為正極，黑色端子為負極，請勿接反！3號端子為空；4號至12號端子為9個傳感器信號端子，13至17號端子為5個電磁閥驅動端子。三、抓娃娃機模擬系統(tǒng)相關說明（一）組成與功能描述某電玩生產廠商欲生產一款抓娃娃機，玩家投入硬幣后通過操作面板控制抓取機構抓取目標。抓娃娃機模擬系統(tǒng)由操作面板、顯示系統(tǒng)、娃娃儲備箱、抓取機構、輸出機構、投幣系統(tǒng)等六部分組成，其結構示意圖如圖3-1所示。圖3-1抓娃娃機模擬系統(tǒng)示意圖（二）組成模塊及相關說明1、操作面板指令模塊中的獨立式按鍵SB1、SB7兩個按鍵分別為“下降”鍵、“確認”鍵。2、顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)由液晶顯示器、數(shù)碼管顯示器組成。（1）用顯示模塊中的128×64液晶屏作為該系統(tǒng)的液晶顯示器，用于提醒玩家進行相關操作。（2）用顯示模塊中的8位數(shù)碼管作為該系統(tǒng)的數(shù)字顯示器，用于實時顯示當前幣數(shù)。3、娃娃儲備箱用于儲備娃娃（用白、黃兩種顏色的球代表娃娃），該儲備箱底部帶識別功能，能檢測出箱內是否有娃娃，在系統(tǒng)中，機械手工位一和工位二表示娃娃儲備箱。4、抓取機構抓取機構由YL-G001型智能物料搬運裝置來模擬，示意圖如圖3-2所示。圖3-2抓娃娃機模擬系統(tǒng)示意圖5、投幣系統(tǒng)由按鍵來模擬，獨立按鍵SB3按鍵每按下一次代表投幣一枚。6、輸出機構用于模擬當玩家抓中娃娃后，從娃娃機箱內出口處將娃娃傳送至箱外。

四、抓娃娃機模擬系統(tǒng)制作要求（一）根據要求，繪制出系統(tǒng)模塊級電路圖。（二）按照所繪制的系統(tǒng)電路，在YL-236設備上完成系統(tǒng)的電路正確連接。（三）系統(tǒng)初始化合上空氣開關，打開電源開關后系統(tǒng)上電，進入系統(tǒng)初始化，初始化具體要求如下：1、128×64液晶顯示器顯示界面如圖4-1所示，直至機械手初始化完成。（注：本系統(tǒng)中液晶顯示的所有文字、符號的字體、大小、位置均不作要求，顯示正確內容即可。）圖4-1初始化液晶顯示界面2、數(shù)碼管顯示器各位顯示的內容如圖4-2所示。（注：本任務書中數(shù)碼管示意圖灰色段表示該段不亮，黑色段表示該段亮）以下圖案整體亮0.5秒滅0.5秒然后一直點亮如圖所示，直至機械手初始化完成。圖4-2數(shù)碼管顯示器初始化各位顯示的內容3、機械手初始化操作：機械手復位至工位三正上方，手抓上升并處于張開狀態(tài)。（四）投幣系統(tǒng)初始化結束以后，數(shù)碼管顯示內容如圖4-3所示。圖4-3數(shù)碼管實時顯示投幣數(shù)量若娃娃箱內檢測到無娃娃時顯示內容如圖4-4所示（系統(tǒng)暫停服務!）且不能進行后續(xù)任何操作直到箱內自動檢測到有娃娃。圖4-4液晶顯示暫停服務有娃娃時液晶界面顯示內容如圖4-5所示（請投幣吧！按確認鍵完成）。圖4-5液晶顯示投幣提示界面 右側兩位數(shù)實時顯示當前幣數(shù)（每按下一次SB3按鍵，該數(shù)加1）。 若當前幣數(shù)大于0，則按下“確認”鍵投幣完成，否則繼續(xù)等待按下SB3按鍵投幣，幣值表示可以抓取幾次。（五）抓取1、準備抓取投幣完成后，機械手臂在工位一、二上來回循環(huán)移動。且液晶顯示器顯示抓取提示界面，如圖4-6所示。圖4-6液晶顯示器顯示提示界面2、抓取按下獨立式鍵盤中的“下降”鍵，當前幣數(shù)自減1且抓取機構開始下降（下降過程過仍需保持手臂在工位一、二之間來回循環(huán)移動），下降至最底端時手抓自動閉合后上升至頂端。（六）核算若手抓內無娃娃且當前幣數(shù)為零，則液晶屏顯示如圖4-7所示且3S后抓取機構復位至工位三上方，處于張開狀態(tài)并轉至投幣環(huán)節(jié)。若手抓內無娃娃且當前幣數(shù)大于