2016年全国中职技能大赛单片机试题(g003)

职业院校技能大赛

中职组单片机控制装置安装

与调试赛项

工

作

任

务

书

2016

一、工作任务要求

请你在四个小时内，使用YL-236型单片机控制实训考核装置及新增模块制作完成立体车库自动存取车系统模拟装置，具体工作任务和要求如下：

1. 根据立体车库自动存取车系统的相关说明和工作要求，正确选用需要的控制模块和元器件，系统策划立体车库自动存取车的工作过程，完成与制作过程相关的知识答题。

2. 根据工作任务及其要求，合理选择并确定各模块的摆放位置，按照相关工艺规范要求连接立体车库自动存取车系统模拟装置的硬件电路。

3. 根据工作任务及其要求，编写并调试立体车库自动存取车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.按立体车库自动存取车系统规定的任务要求，将最终的控制程序“烧入”单片机中。

二、立体车库自动存取车系统的相关说明

（一）立体车库自动存取车系统的组成与功能简述

立体车库自动存取车系统的控制模型如图1所示。

存车入口

功能指示灯

（

出

口

）

图1 立体车库自动存取车系统控制模型

立体车库共分为三层，每一层有三个车位，共9个车位，每个车位的命名格式为：

“层号+序号”，如图1中所示。

本车库可以存放大型车和小型车，分别用字母“D”、“X”来表示不同车型。按入库的先后顺序，对入库车辆进行编码，存车编码的格式为：“车辆类型+入库顺序号”（例

如：第1辆入库的汽车为大型车，则该车的编码应为D01；第2辆入库的汽车为小型车，则该车的编码应为X02，以此类推）。

立体车库设有一个存车平台（入口）和一个取车平台（出口），入口处有显示装置显示各类车型可存放的空闲车位数。存车时，车主将车停放在存车平台上，只要按下“存车按钮”，系统会自动识别汽车的类型，根据存车规定搬运车机械手和平台将汽车送至相应的车位，存车完成后，用闪烁的功能指示灯模拟输出一存车编码（凭证），以备取车时使用。取车时，车主只要在出口处的矩阵键盘上输入存车编码，搬运车控制平台就会自动寻找该车所在的车位并将其送至取车平台上。

系统的上位机具有查询功能，能查询车库当日的存取车情况和目前车库的存车状况。

（二）立体车库自动存取车系统的组成模块及相关说明

系统使用YL-236型单片机控制实训考核装置来模拟制作，具体要求如下：

1．数码管显示屏：使用8位数码管显示器，其各位的显示内容与显示位置对应关系如表1所示。

表1 数码管显示器各位显示内容

2．液晶显示屏：使用128X64液晶显示模块，均匀对半划分为左半屏和右半屏，系统管理员能看到左边64X64像素的左半屏，存车者仅能看到右边64X64像素的右半屏。左半屏显示立体车库内车辆的存放信息，右半屏为存车者取车提供人机交互。液晶显示中的汉字都采用12×16的格式，半角的英文字符和数字都采用6×16的格式。

3．指示灯：使用显示模块中LED1来模拟系统打印并输出存车凭条的工作指示灯。

4．取车键盘：使用指令模块中的4×4矩阵键盘。键盘中各按钮的功能如图2所示。

图2 取车键盘

5. 蜂鸣器：作为存车和取车时的错误提醒和报警器用。

6．车辆自动存取机构：由YL-G003型搬运装置模拟。YL-G003型智能物料搬运装置，如图3所示。

图 3 YL-G003结构示意图

图 4 YL-G003的传输皮带部分示意图

其中传输皮带的进料检测口放入工件模拟为车辆驶入存车入口，从出料检测口取走工件模拟为车辆驶出取车出口，出料检测口模拟为存车平台和取车平台，手爪及相应附件模拟为搬运车平台，如图4所示。用白色和黑色塑料工件表示为小型车，金属工件表示为大型车。

规定：传输皮带运载工件从进料检测口到出料检测口的传送为正向运转，反之，为反向运转。

存车、取车平台的上升和下降，左右移动，安置和取出车辆等均使用YL-G003模拟。

进料

检测出料 检测

7. 上位机与控制系统串口连接，通过超级终端查询车库的相关信息。

三、立体车库自动存取车系统的制作要求

（一）设某日该车库内车位的当前状态如图5所示。从图中可知，在第一层停了1辆大型车和1辆小型车，第二层，第三层均未停车。凡有存车的车位均显示出存车编码，状态图应能随存取车情况实时改变，实时反映车库的车辆存放情况。

图5 车库当前状态

（二） 系统初始化

系统上电后进行初始化，要求如下： 1. 液晶显示的初始界面如图6

所示。

图6 液晶显示的初始界面

2．根据车库初始状态，数码管显示屏显示各类型车辆可存车空位数，格式如图

7所示。（图7中各位数码管的数值所表示的含义为：大型车最多还能再停

2辆，小型车最多还能再停7辆。）

图7 数码管初始显示格式

3．YL-G003初始化操作：系统控制机械手复位至车位3-01正前方，手爪处于放松状态。

6．系统初始化完成后，液晶显示屏显示如图8所示的工作状态界面。

图8 工作状态液晶屏显示界面

（三）系统运行要求

1．存车入库的相关规定

存车时，应同时满足以下规定：

○1大型车只能停放在第一层，小型车可以停放在第一层，第二层或第三层。注意：在满足规定的前提下，大型车在第一层有优先存放权，小型车存放优先顺序为第二层> 第三层>第一层。

○2当车库的存车已满位或某类型的车没空车位时，系统的数码显示屏相应区域作1秒亮1秒灭闪烁提示。

2. 存车的工作过程如下：

在传输皮带进料检测口任意放置一个工件，模拟要存放的车驶入，按下“存车”按钮，传输皮带正向运转，经过金属检测传感器模拟自动识别车型的过程。识别完成后，如果该车型的空闲车位数为“0”，则蜂鸣器以1Hz频率报警，表示不能入库，工件继续被送到出料检测口（取车出口），机械手爪不做搬运车辆入库动作。直到手动拿走工件，模拟车辆驶出，蜂鸣器停止，报警解除。系统恢复到本次存车前的状态。

如果该车型的空闲车位数不为“0”，则表示该车能够入库。系统自动分配车位，液晶屏相应车位区域作频率为2Hz的正反显闪烁1秒钟。机械手爪到位后，抓取工件运送至预定车位（仓位）正前方，机械手爪送工件入仓位，模拟安置存放车辆，机械手爪松开并收回，表示该车入库完成，液晶屏相应的车位上显示存车编码信息。

系统打印并输出存车凭条：存车完成后，打印凭条工作指示灯以1Hz的频率闪烁3次模拟打印存车凭条，再由闪烁变为常亮3秒，模拟输出一张标有存车编码的凭条，以备取车时用，设取车码即为存入的车辆编码。

数码管显示屏上相应各类车型的空闲车位信息做同步改变。机械手爪复位至3-01仓位正前方，传输皮带反向运转3s。一次存车工作完成。

系统能循环、连续执行存车工作。

3. 取车工作过程：

按下矩阵键盘上的“取车”键，液晶右半屏提示输入取车码，效果如图9所示。此时可通过矩阵键盘输入相应的三位取车码，液晶显示效果如图10所示。

图9 取车码输入界面图10 取车码输入效果如输入过程中操作有误，可按下“取消”键，则能清除前一步的输入信息。重新输入后按下“确认”键时，取车码输入完成。

系统将根据输入的取车码自动校验车库中是否有相应的车辆，如果取车的信息码不正确或者是当前车库中没有这辆车，则蜂鸣器以1Hz频率鸣响3次，提示输入错误，然后清除已输入的取车码，。此时取车者可重新输入取车编码，如图11所示。如果再次输入错误，蜂鸣器长鸣2秒报警，液晶屏清除输入的错误信息，返回图8界面。

图11 取车码输入错误提示

如输入的取车编码正确，则系统执行取车任务。机械手爪运行至相应的车位（仓位）正前方，伸出手爪抓取工件，并夹紧收回手爪。液晶屏显示的相应取车位区域作频率为2HZ的正反显闪烁1秒钟，清除该车位存车编号。机械手爪继续运送工件到传输皮带上并松开，返回3-01车位前方。若工件未到达出料检测口，则传输皮带正向运转直至工件到达。取走工件，模拟为车子驶离取车出口。数码管显示屏上各类车型的空闲车位信息做相应的改变，液晶显示屏返回图8所示的工作界面，显示车库存车的实时状况。一次取车操作完成。

系统能根据需要循环重复取车工作。

4.断电恢复

系统遭遇特殊情况，被切断所有电力。假定断电时，系统为等待服务状态（既不是在存车，也无人在取车）。当电源恢复时，要求能够恢复断电前车库状态和当日存取车数据。

5. 上位机查询

当查询人员在上位机上输入“CX”后，上位机显示屏上能立即清除屏幕原有信息，

然后显示出最新的车库当日存、取车辆的分类信息和总信息以及车库的实时存车信息。

显示界面格式如下（XX位置显示相应数值）。

今日存车：

总数 XX 其中：

大型车 XX；小型车 XX。

今日取车：

总数 XX 其中：

大型车 XX；小型车 XX。

当前车库存车：

总数 XX 其中：

大型车 XX；小型车 XX。

图12 上位机界面格式

附录一：调试记录与答题工位号

如本车库在初始存车状态后的存取车情况与顺序如下表所示

根据上表答题：

1．根据规定，请写出第三层车库存放过车子的存车编号：___________________。2．根据规定可知，小型车空车位为“0”的车库已存车状况是：大型车数+小型车数=9；那么，大型车空车位为“0”的车库已存车状况是：________________________________或__________________________________。

3

车库在执行序号为10的任务后，数码管显示的内容：

4．根据务书的要求，正确选用相关的模块，画出模块接线图。

附录二：立体车库控制系统模块接线图

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