電動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)2011年賽試題

1、工作任務(wù)要求請(qǐng)你在四個(gè)小時(shí)內(nèi)，使用WYDX-1型單片機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)制作完成“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”模擬裝置，具體工作任務(wù)和要求如下：1請(qǐng)你仔細(xì)閱讀并理解“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”模擬裝置的控制要求和有關(guān)說明，根據(jù)你的理解，選擇你所需要的控制模塊和元器件。2在賽場提供的圖紙上，畫出“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”模擬裝置的模塊接線圖，并在標(biāo)題欄的“設(shè)計(jì)”欄填寫你的競賽工位號(hào)。3根據(jù)你畫出的模塊接線圖，連接“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”模擬裝置的電路。4請(qǐng)你編寫“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”模擬裝置的控制程序，存放在“D”盤中以工位號(hào)命名的文件夾內(nèi)。5請(qǐng)調(diào)試你編寫的程序，檢測和調(diào)整有關(guān)元器件設(shè)置，完成“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)

2、”模擬裝置的整體調(diào)試，使該“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”模擬裝置能實(shí)現(xiàn)規(guī)定的控制要求，并將相關(guān)程序 “燒入”單片機(jī)中。注意：為防止意外停電，請(qǐng)選手在比賽中經(jīng)常保存自己編寫的程序；比賽結(jié)束時(shí)，選手離開賽場時(shí)關(guān)掉電腦，拔下下載線。“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與 控制系統(tǒng)”相關(guān)說明1、“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”的組成與功能簡述“電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”主要完成以下功能：電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和暫停控制；電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（高、中、低共3檔）控制；電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間控制；電動(dòng)機(jī)的溫度監(jiān)測和報(bào)警等?！半妱?dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)”的結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)由以下部分組成：主機(jī)模塊、電源模塊、鍵盤模塊、顯示模塊（包括12864LCD、

3、數(shù)碼管和LED指示燈）、可調(diào)電壓輸出（模擬溫度輸入）、AD/DA模塊、PWM模塊、繼電器模塊、電機(jī)模塊組成。2、模塊及元器件說明（1）鍵盤模塊：使用鍵盤模塊的“8”、“9”、“A”、 “C”、“D”、“E”、共6個(gè)鍵分別用于以下功能：8“正反轉(zhuǎn)切換”；9“時(shí)間增加”； A“暫停/繼續(xù)運(yùn)行”； C“轉(zhuǎn)速切換”； D“時(shí)間減少”；E“運(yùn)行/停止”； 每個(gè)鍵的具體功能參閱“控制要求”。（2）顯示模塊：使用LCD1“液晶12864”顯示有關(guān)信息，具體的顯示要求參閱“控制要求”。使用發(fā)光二極管LED0指示電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；使用LED1顯示電動(dòng)機(jī)的溫度報(bào)警，當(dāng)溫度小于80，LED1不亮，當(dāng)溫度大于或等于8

4、0報(bào)警,LED1閃爍顯示，閃爍頻率2hz。使用數(shù)碼管DS5DS8顯示溫度采集值。溫度值顯示范圍0100，分辨率1。顯示位置DS1DS4DS5DS7DS8顯示內(nèi)容不顯示溫度值C（3）電子開關(guān)（PWM控制）模塊：使用此模塊對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/秒時(shí)：為低速運(yùn)行；當(dāng)30轉(zhuǎn)/秒電機(jī)轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/秒時(shí)：為中速運(yùn)行；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/秒時(shí)：為高速運(yùn)行。要求能明顯區(qū)分電動(dòng)機(jī)的低、中、高運(yùn)行狀態(tài)。（4）繼電器模塊：使用此模塊對(duì)電動(dòng)機(jī)的方向進(jìn)行控制。當(dāng)電機(jī)上的小轉(zhuǎn)盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，表示電機(jī)“正轉(zhuǎn)”；當(dāng)電機(jī)上的小轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，表示電機(jī)“反轉(zhuǎn)”。（5）電機(jī)模塊：此模塊模擬電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。同時(shí)通過S

5、T153可以測出電機(jī)轉(zhuǎn)速，保證低、中、高的運(yùn)行速度在范圍之內(nèi)。（6）電動(dòng)機(jī)溫度檢測和報(bào)警：傳感器檢測部分由“可調(diào)電壓輸出模塊”和“AD/DA模塊”組成。為了方便調(diào)試，用“可調(diào)電壓輸出模塊”的電位器RW2來模擬溫度的變化，通過Vx-OUT輸出的可變電壓信號(hào)輸入到ADC0809來模擬檢測溫度。要求：電位器RW2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到位時(shí)，溫度顯示為0；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到位時(shí)，溫度顯示為100；中間連續(xù)變化，溫度分辨率為1（旋轉(zhuǎn)過程中不能跳字）。四、控制要求（一）開機(jī)狀態(tài)：（共6分）系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)開機(jī)狀態(tài)，停留時(shí)間5秒。顯示：所有LED指示燈熄滅；所有數(shù)碼管顯示熄滅；液晶屏顯示如下開機(jī)界面。（2分）電

6、動(dòng)機(jī)監(jiān)測電動(dòng)機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)液晶顯示開機(jī)界面液晶顯示器的顯示界面顯示漢字字體為：16x16點(diǎn)陣，漢字上下左右居中。鍵盤：開機(jī)狀態(tài)時(shí)，所有鍵盤無作用。（1分）電機(jī)：開機(jī)狀態(tài)時(shí)，電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。（1分）5秒后，開機(jī)狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入到待機(jī)狀態(tài)。（2分）（二）待機(jī)狀態(tài)：在此狀態(tài)下，可通過鍵盤進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定、啟動(dòng)運(yùn)行等操作；溫度采集工作。具體要求如下：（共24分）顯示：（1）LED0燈熄滅表示電動(dòng)機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，LED1顯示電動(dòng)機(jī)的溫度報(bào)警情況（具體要求查看“模塊及元器件說明”）；（2分。LED0、LED1按設(shè)計(jì)要求能亮和滅，各1分）（2）數(shù)碼管顯示實(shí)際溫度采集值（具體要求查看“模塊及元器件說明”）；（顯示

7、格式正確2分）（3）液晶屏顯示如下待機(jī)界面。液晶顯示器的顯示漢字字體為：16x16點(diǎn)陣，數(shù)字和英文字體為：8x16點(diǎn)陣。顯示界面左對(duì)齊。（4分）系統(tǒng)狀態(tài)：X系統(tǒng)狀態(tài)：X設(shè)定方向：Y設(shè)定轉(zhuǎn)速：Z設(shè)定時(shí)間：W秒液晶顯示待機(jī)界面系統(tǒng)狀態(tài)X有以下幾種：停止、運(yùn)行、暫停。在待機(jī)狀態(tài)時(shí)，顯示“停止”，可通過運(yùn)行鍵切換到運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)定方向Y有2種：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。剛開機(jī)時(shí)默認(rèn)為“正轉(zhuǎn)”，可通過鍵盤設(shè)定。設(shè)定轉(zhuǎn)速Z有3種：低速、中速、高速。剛開機(jī)時(shí)默認(rèn)為“低速”，可通過鍵盤設(shè)定。設(shè)定時(shí)間W為設(shè)定電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間，設(shè)定范圍為530秒。剛開機(jī)時(shí)默認(rèn)為5秒，可通過鍵盤設(shè)定。鍵盤：本系統(tǒng)共設(shè)置了6個(gè)鍵，鍵盤的定義和分布查看

8、“模塊及元器件說明”。在待機(jī)狀態(tài)下，各鍵的功能描述如下：（1）“暫停”鍵：無效； （0.5分）（2）“正反轉(zhuǎn)切換”鍵：按下此鍵，設(shè)定方向在“正轉(zhuǎn)”和“反轉(zhuǎn)”之間切換，按下一次，切換一次，液晶屏顯示界面也相應(yīng)的變化。（1分）（3）“轉(zhuǎn)速切換”鍵：按下此鍵，設(shè)定速度在“低速”、“中速”和“高速”之間切換，按下一次，切換一次，液晶屏顯示界面也相應(yīng)的變化。（1分）（4）“時(shí)間增加”鍵：每按一下此鍵，設(shè)定時(shí)間增加1秒，液晶屏顯示界面也相應(yīng)的變化。當(dāng)設(shè)定時(shí)間為30秒（最大值）時(shí)，再按此鍵無效。（1分）（5）“時(shí)間減少”鍵：每按一下此鍵，設(shè)定時(shí)間減少1秒，液晶屏顯示界面也相應(yīng)的變化。當(dāng)設(shè)定時(shí)間為5秒（最小值

9、）時(shí)，再按此鍵無效。（1分）（6）“運(yùn)行/停止”鍵：在待機(jī)狀態(tài)下且溫度未報(bào)警（溫度小于80）時(shí)，按下此鍵，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)按照設(shè)定方向、設(shè)定轉(zhuǎn)速、設(shè)定時(shí)間運(yùn)行；若溫度報(bào)警（溫度大于等于80），按下此間無效。（1.5分）電機(jī)：待機(jī)狀態(tài)時(shí)，電機(jī)不旋轉(zhuǎn)。（1分）4、溫度檢測和報(bào)警：待機(jī)狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)下，要進(jìn)行溫度的檢測和報(bào)警處理。溫度的采集值顯示在數(shù)碼管的DS5DS8的位置上，溫度的報(bào)警情況由LED1實(shí)現(xiàn)。溫度的檢測要求和顯示格式查看“模塊及元器件說明”中的相關(guān)部分。（9分。分配如下：電位器RW2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到位時(shí)，溫度顯示為0：2分；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到位時(shí)，溫度顯示為100：2分；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器

10、時(shí)，溫度0100連續(xù)上升：1分；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，溫度1000連續(xù)下降：1分；溫度分辨率為1（旋轉(zhuǎn)過程中不能跳字）：2分；溫度報(bào)警正確：1分）在待機(jī)狀態(tài)下且溫度未報(bào)警（溫度小于80）時(shí)，按下“運(yùn)行/停止”鍵，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)按照設(shè)定方向、設(shè)定轉(zhuǎn)速、設(shè)定時(shí)間運(yùn)行。運(yùn)行狀態(tài)：（共45分。運(yùn)行分為正向低速、正向中速、正向高速、反向低速、反向中速、反向高速共6種運(yùn)行模式，每種運(yùn)行模式7.5分。在每種運(yùn)行模式下：顯示正確1分，電機(jī)方向0.5分，電機(jī)速度1分，時(shí)間計(jì)時(shí)正確0.5分，時(shí)間到切換0.5分，暫停和繼續(xù)運(yùn)行正確2分，停止鍵正確0.5分，溫度檢測正確1分，溫度報(bào)警正確0.5分）1、在此狀態(tài)下，電

11、動(dòng)機(jī)按照設(shè)定方向、設(shè)定轉(zhuǎn)速、設(shè)定時(shí)間運(yùn)行。2、顯示：（1）LED0燈亮表示電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。LED1顯示電動(dòng)機(jī)的溫度報(bào)警情況，在運(yùn)行情況下此燈為不亮；若在運(yùn)行情況下，檢測到溫度大于或等于報(bào)警溫度（80），系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。（2）數(shù)碼管顯示實(shí)際溫度采集值（具體要求查看“模塊及元器件說明”）。（3）液晶屏顯示如下運(yùn)行界面。液晶顯示器的顯示漢字字體為：16x16點(diǎn)陣，數(shù)字和英文字體為：8x16點(diǎn)陣。顯示界面左對(duì)齊。系統(tǒng)狀態(tài)：X系統(tǒng)狀態(tài)：X運(yùn)行方向：Y運(yùn)行轉(zhuǎn)速：Z剩余時(shí)間：W秒液晶顯示運(yùn)行界面系統(tǒng)狀態(tài)X有以下幾種：停止、運(yùn)行、暫停。在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，只顯示“運(yùn)行”和“暫停”，可通過暫停鍵切換。運(yùn)行方

12、向Y有2種：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。運(yùn)行狀態(tài)不能通過鍵盤切換。運(yùn)行轉(zhuǎn)速Z有3種：低速、中速、高速。運(yùn)行狀態(tài)不能通過鍵盤切換。剩余時(shí)間W為設(shè)定電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間的倒計(jì)時(shí)顯示，指示電動(dòng)機(jī)的剩余工作時(shí)間。若倒計(jì)時(shí)時(shí)間到0時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到待機(jī)狀態(tài)。2、鍵盤：在運(yùn)行狀態(tài)下，各鍵的功能描述如下：（1）“正反轉(zhuǎn)切換”鍵：無作用。（2）“轉(zhuǎn)速切換”鍵： 無作用。（3）“時(shí)間增加”鍵： 無作用。 （4）“時(shí)間減少”鍵： 無作用。（5） “暫停/繼續(xù)運(yùn)行”鍵：運(yùn)行時(shí)按下此鍵，系統(tǒng)暫停，此時(shí)電機(jī)暫時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；剩余時(shí)間暫停計(jì)時(shí)；系統(tǒng)狀態(tài)顯示為“暫停”；溫度測量繼續(xù)。暫停時(shí)按下此鍵，系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，剩余時(shí)間從暫停時(shí)的值繼續(xù)減少。“運(yùn)行/停止”鍵：在運(yùn)行狀態(tài)下，按下此鍵，系統(tǒng)手動(dòng)切換到待機(jī)狀態(tài)。3、電機(jī)：運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)按照設(shè)定方向、設(shè)定轉(zhuǎn)速、設(shè)定時(shí)間運(yùn)行；切換到暫停時(shí)，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。4、溫度檢測和報(bào)警：運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，若超溫，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。待機(jī)狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)下，要進(jìn)行溫度的檢測和報(bào)警處理。溫度的采集值顯示在數(shù)碼管的DS5