職業(yè)院校技能大賽資料單片機(jī)控制裝置安裝與調(diào)試賽題4

1、2016年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽中職組單片機(jī)控制裝置安裝與調(diào)試賽項(xiàng)工作任務(wù)書(shū)中職組單片機(jī)控制裝置安裝與調(diào)試賽項(xiàng)專(zhuān)家組20166一、工作任務(wù)要求請(qǐng)你在四個(gè)小時(shí)內(nèi)，使用yl-236型單片機(jī)控制實(shí)訓(xùn)考核裝置制作完成自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)模擬裝置，具體工作任務(wù)和要求如下：1. 根據(jù)自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)的相關(guān)說(shuō)明和工作要求，正確選用需要的控制模塊和元器件，系統(tǒng)策劃給汽車(chē)加油、油罐車(chē)卸油、油卡充值的系統(tǒng)工作過(guò)程，完成與制作過(guò)程相關(guān)的知識(shí)答題。2. 根據(jù)工作任務(wù)及其要求，合理選擇并確定各模塊的擺放位置，按照相關(guān)工藝規(guī)范要求連接自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)模擬裝置的硬件電路。3. 根據(jù)工作任務(wù)及其要求，編寫(xiě)并

2、調(diào)試自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)的控制程序并存放在“d”盤(pán)以工位號(hào)命名的文件夾內(nèi)。4. 請(qǐng)先合理設(shè)置編寫(xiě)單片機(jī)控制程序的軟件環(huán)境以及檢測(cè)和調(diào)整機(jī)械手裝置，按自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)規(guī)定的任務(wù)要求，將編譯通過(guò)的控制程序“燒入”單片機(jī)中。二、自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)的相關(guān)說(shuō)明 （一） 自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)的組成與功能簡(jiǎn)述自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)的控制模型如圖1所示。圖1 自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)控制模型加油站共分四個(gè)區(qū)域，分別為地下儲(chǔ)油庫(kù)、充值區(qū)、加油區(qū)和卸油區(qū)。其中地下儲(chǔ)油庫(kù)用于分別存儲(chǔ)93#汽油和97#汽油；充值區(qū)用于用戶(hù)加油卡的充值業(yè)務(wù)；加油區(qū)可通過(guò)抽取地下油庫(kù)中的汽油給汽車(chē)加油；卸油區(qū)可將

3、油罐車(chē)?yán)锏挠托度爰佑驼镜挠蛶?kù)中。用戶(hù)用加油卡為汽車(chē)進(jìn)行自助加油，每張加油卡的卡號(hào)由八位09的數(shù)字組成，并設(shè)有六位09的數(shù)字密碼。每張加油卡里都預(yù)充有一定的人民幣金額。加油時(shí)，用戶(hù)只要輸入加油卡的卡號(hào)和對(duì)應(yīng)的密碼，在選擇好油品和加油金額后，系統(tǒng)能自動(dòng)檢驗(yàn)加油卡中的余額和地下儲(chǔ)油庫(kù)中的油量情況，如果加油卡中的余額足夠本次加油，并且地下儲(chǔ)油庫(kù)中的儲(chǔ)油量也足夠本次的加油需求，則可以開(kāi)始加油。否則系統(tǒng)將作相應(yīng)的報(bào)警提示。當(dāng)用戶(hù)加油卡中的余額不足時(shí)，可以到充值區(qū)進(jìn)行充值。在加油過(guò)程中，地下儲(chǔ)油庫(kù)中的油位會(huì)隨著儲(chǔ)油量的變化而變化，加油站的操作人員可以按需要隨時(shí)將油罐車(chē)中的油卸入地下儲(chǔ)油庫(kù)，以提升地下儲(chǔ)油庫(kù)的

4、油量。系統(tǒng)的上位機(jī)用于加油卡的充值以及日營(yíng)業(yè)額的查詢(xún)。（二）自助式汽車(chē)加油站控制系統(tǒng)的組成模塊及相關(guān)說(shuō)明系統(tǒng)使用yl-236型單片機(jī)控制實(shí)訓(xùn)考核裝置來(lái)模擬制作，具體要求如下： 1用指令模塊中的44矩陣鍵盤(pán)作為系統(tǒng)輸入鍵盤(pán)，鍵盤(pán)中各按鈕的功能如圖2所示。圖2 輸入鍵盤(pán)2用8位數(shù)碼管顯示器作為系統(tǒng)數(shù)碼管顯示屏，在沒(méi)人加油時(shí)，ds5ds7用于顯示97#汽油當(dāng)前的油價(jià)，ds3、ds4熄滅，ds0ds2用于顯示93#汽油當(dāng)前的油價(jià)，如圖3所示；在有人加油時(shí)，ds1ds3用于實(shí)時(shí)顯示即時(shí)累計(jì)加油量，ds0顯示“l(fā)”，表示單位“升”，ds4熄滅，ds5ds7實(shí)時(shí)同步顯示已加油金額，如圖4所示。圖3 閑置時(shí)數(shù)

5、碼管顯示內(nèi)容 圖4 加油時(shí)數(shù)碼管顯示內(nèi)容 3用128x64液晶顯示模塊作為系統(tǒng)液晶顯示屏，用于顯示與客戶(hù)的交互界面。液晶顯示中的漢字都采用1216的格式，半角的英文字符和數(shù)字都采用616的格式。4用顯示模塊中l(wèi)ed1作為系統(tǒng)的功能閃爍指示燈，用其不同頻率的閃爍來(lái)模擬系統(tǒng)的不同工作功能階段。5由yl-g001型智能物料搬運(yùn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)加油量輸出機(jī)構(gòu)，yl-g001型智能物料搬運(yùn)裝置如圖5所示。圖5 yl-g001型智能物料搬運(yùn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖6由sa1鈕子開(kāi)關(guān)和電機(jī)模塊中的直流電機(jī)組成系統(tǒng)的卸油傳輸機(jī)構(gòu)，在卸油狀態(tài)下接通sa1，直流電機(jī)正轉(zhuǎn)模擬油罐車(chē)給93#汽油罐卸油；直流電機(jī)反轉(zhuǎn)模擬油罐車(chē)給97#

6、汽油罐卸油。（注：從電機(jī)軸輪往里看，順時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎D(zhuǎn)，反之就為反轉(zhuǎn)）7. 用1個(gè)接近開(kāi)關(guān)來(lái)模擬系統(tǒng)的加油控制開(kāi)關(guān)，用于發(fā)送開(kāi)始加油信號(hào)（觸碰金屬體）。8. 用步進(jìn)電機(jī)模塊中的標(biāo)尺指示作為系統(tǒng)儲(chǔ)油罐內(nèi)油位指示。設(shè)：模塊標(biāo)尺上每1個(gè)毫米代表儲(chǔ)油量差為2升，并且在標(biāo)尺指示1cm處設(shè)為低油儲(chǔ)量報(bào)警位，0cm處設(shè)為下限位，14cm處設(shè)為高油量提示位，15cm處設(shè)為上限位，如圖6所示。圖6 步進(jìn)電機(jī)標(biāo)尺的含義9. 上位機(jī)與控制系統(tǒng)串口連接，通過(guò)超級(jí)終端可以用作加油卡充值和日營(yíng)業(yè)額查詢(xún)操作。三、自助式汽車(chē)加油控制系統(tǒng)的制作要求（一） 系統(tǒng)初始化系統(tǒng)上電后進(jìn)行初始化，要求如下：1. 液晶顯示的初始界面如圖7所

7、示。2數(shù)碼管顯示屏顯示如圖8所示。 圖7 液晶顯示的初始界面 圖8 數(shù)碼管初始顯示格式3. led功能指示燈熄滅。4.步進(jìn)電機(jī)模塊指示標(biāo)尺的指針運(yùn)行至3cm處。5. 直流電機(jī)正轉(zhuǎn)3秒再反轉(zhuǎn)3秒后停止。6機(jī)械手初始化操作：使用前請(qǐng)調(diào)整機(jī)械手的功能，排除故障，使其能正常工作。在機(jī)械手正常工作的前提下，系統(tǒng)控制機(jī)械手復(fù)位至工位二正上方，手爪處于放松狀態(tài)。調(diào)整時(shí)請(qǐng)?jiān)诠ぷ饔涗泦紊献龊谜{(diào)整工作記錄。如果不能排除相應(yīng)的故障，為不影響后續(xù)工作，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)技術(shù)支持請(qǐng)求單，并舉手示意，經(jīng)裁判同意后，可得到技術(shù)人員的幫助，排除故障。7系統(tǒng)初始化完成后，進(jìn)入待機(jī)工作狀態(tài)，液晶顯示如圖9。數(shù)碼管顯示當(dāng)前93#和97#汽油的

8、油價(jià)，設(shè)當(dāng)前93#汽油的油價(jià)為5.9元/升，97#汽油的油價(jià)為6.4元/升，顯示格式如圖10所示。 圖9 待機(jī)工作界面 圖10 待機(jī)狀態(tài)下數(shù)碼管顯示格式（二） 系統(tǒng)運(yùn)行要求設(shè)系統(tǒng)中現(xiàn)已存有用戶(hù)如表1所示。表1 用戶(hù)信息表序號(hào)卡號(hào)密碼資金余額190000001999999120元29000000288888830元390000003666666450元1加油操作過(guò)程如下：按下鍵盤(pán)中的“加油”鍵，led功能指示燈常亮，液晶屏顯示加油操作界面如圖11所示。界面中需要輸入卡號(hào)的位置顯示光標(biāo)“_”，此光標(biāo)能夠隨著輸入的進(jìn)程實(shí)時(shí)指示下一字符輸入的位置。圖11 加油操作界面此時(shí)，可通過(guò)鍵盤(pán)中的“09”數(shù)字鍵

9、輸入表1中相應(yīng)的卡號(hào)，在卡號(hào)輸入狀態(tài)下，按“退格”鍵，可以進(jìn)行退格操作；按“取消”鍵取消當(dāng)前操作，返回如圖9所示待機(jī)工作界面；按“確認(rèn)”鍵完成卡號(hào)的輸入操作。若輸入的卡號(hào)在系統(tǒng)中不存在，則界面提示欄顯示：“卡號(hào)錯(cuò)誤”。顯示2秒后，清除之前輸入的卡號(hào)和提示信息，可重新輸入卡號(hào)；若輸入的卡號(hào)在系統(tǒng)中存在，則光標(biāo)跳入“密碼”欄，提示輸入相應(yīng)的密碼。輸入密碼時(shí)，為了保密，液晶屏中對(duì)已輸入密碼位用“*”替代。在密碼輸入狀態(tài)下，按“退格”鍵，可以進(jìn)行退格操作；按“取消”鍵取消當(dāng)前操作，返回如圖9所示待機(jī)工作界面；按“確認(rèn)”鍵則密碼輸入完成，系統(tǒng)自動(dòng)比對(duì)當(dāng)前輸入的密碼是否正確，若密碼輸入錯(cuò)誤，則提示欄顯示：

10、“密碼錯(cuò)誤”。顯示2秒后，清除之前輸入的密碼和相應(yīng)的提示信息，重新輸入密碼；若密碼輸入正確，則在余額一欄顯示當(dāng)前該賬戶(hù)中的資金余額。同時(shí)，“油品”一欄中反顯“93#”，例如圖12所示。圖12 油品選擇界面（例）此時(shí)可以通過(guò)鍵盤(pán)中的“油品”鍵進(jìn)行 “93#”和“97#”之間的切換。在選擇“油品”的同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)模塊所帶的標(biāo)尺也會(huì)實(shí)時(shí)同步指示相應(yīng)油品儲(chǔ)油罐中的儲(chǔ)油量（設(shè)：初始93#儲(chǔ)油罐中有汽油60升，97#儲(chǔ)油罐中有汽油80升）。在油品選擇狀態(tài)下，按“取消”鍵取消當(dāng)前操作，返回如圖9所示待機(jī)工作界面；按下“確認(rèn)”鍵完成油品的選擇，選中的油品取消反顯狀態(tài)，光標(biāo)跳轉(zhuǎn)到“金額”一欄。在“金額”一欄光標(biāo)

11、處輸入預(yù)加油金額，輸入的范圍為50500元，且必須為10的倍數(shù)。在金額輸入狀態(tài)下，按“退格”鍵，可以進(jìn)行退格操作；按“取消”鍵取消當(dāng)前操作，返回如圖9所示待機(jī)工作界面；按“確認(rèn)”鍵金額輸入完成，如果輸入的金額數(shù)大于卡里的余額數(shù)，則液晶屏提示欄顯示：“余額不足”，顯示2秒后，清除之前輸入的金額和相應(yīng)的提示信息，重新輸入金額；如果輸入金額所需的加油量超過(guò)當(dāng)前油庫(kù)存量，則液晶屏提示欄顯示：“油量不足請(qǐng)稍等”，界面內(nèi)容保持不變，此時(shí)，led功能指示燈以3hz的頻率閃爍，提示相關(guān)操作人員進(jìn)行卸油操作（此時(shí)不允許加油操作，卸油操作過(guò)程見(jiàn)：3.卸油工作過(guò)程）；如果輸入的金額數(shù)小于卡里的余額數(shù)，同時(shí)油庫(kù)存量也

12、夠當(dāng)前的加油所需，則液晶屏提示欄顯示：“請(qǐng)核對(duì)加油信息”。此時(shí)用戶(hù)可以再次確認(rèn)加油的信息，如果沒(méi)有問(wèn)題，就再次按下“確認(rèn)”鍵進(jìn)行確認(rèn)，液晶屏提示欄顯示：“請(qǐng)?zhí)針尲佑汀?。若此時(shí)按下“取消”鍵，則取消當(dāng)前的加油操作，返回如圖9所示待機(jī)工作界面。 當(dāng)出現(xiàn)提示“請(qǐng)?zhí)針岄_(kāi)始加油”信息后，可以開(kāi)始操作油槍?zhuān)?#接近開(kāi)關(guān)），當(dāng)1#接近開(kāi)關(guān)發(fā)出加油信號(hào)時(shí)，加油開(kāi)始，液晶屏提示欄顯示：“正在加油”。八位數(shù)碼管進(jìn)入顯示加油量和加油金額信息狀態(tài)，如圖13所示。圖13 數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)自動(dòng)加油過(guò)程由yl-g001型智能物料搬運(yùn)裝置完成，加油過(guò)程說(shuō)明如下：白、黃、黑球分別代表三種面值的相應(yīng)油量，1個(gè)白色球代表10元面

13、值相應(yīng)的油量，1個(gè)黃色球代表20元面值相應(yīng)的油量，1個(gè)黑色球代表50元面值相應(yīng)的油量。機(jī)械手在1工位和2工位進(jìn)行抓球，然后將球搬至3工位上方放球（規(guī)定：在一次加油過(guò)程中，要求以最少時(shí)間，最簡(jiǎn)步驟實(shí)施加油）。每在三工位上方放球（加油）時(shí)，數(shù)碼管中的“加油量”和“加油金額”信息也同步發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)儲(chǔ)油罐中的儲(chǔ)油量也作相應(yīng)減少（液面下降），即步進(jìn)電機(jī)標(biāo)尺指示同步往左移動(dòng)相應(yīng)的量。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)標(biāo)尺指示運(yùn)行至1cm以下時(shí)，功能指示燈以1hz的頻率開(kāi)始閃爍提示油量低。（注：本系統(tǒng)規(guī)定每個(gè)客戶(hù)在自助加油開(kāi)始時(shí)，各面值油量球的初始位置為附錄一第1、2題中所設(shè)的位置。）當(dāng)實(shí)時(shí)的加油金額達(dá)到預(yù)設(shè)的加油金額時(shí)，加油完

14、成，機(jī)械手復(fù)位至二號(hào)工位上方，液晶顯示例如圖14所示。 圖14 加油完成界面（例）圖14中的“加油量”為本次加油完成的量，“加油金額”為本次加油所消費(fèi)的金額，“卡內(nèi)余額”為卡內(nèi)原有的金額減去本次加油所消費(fèi)的金額。3秒后液晶返回圖9所示界面，數(shù)碼管顯示圖10所示油價(jià)界面，led功能指示燈熄滅。3. 卸油工作過(guò)程：當(dāng)加油系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)或出現(xiàn)“油量不足，請(qǐng)稍等”的提示信息后，由工作人員按下“卸油”鍵，系統(tǒng)默認(rèn)液晶屏顯示如圖15(a)所示，可通過(guò)“油品”鍵切換卸油的油品，步進(jìn)電機(jī)標(biāo)尺指示也隨之切換成相應(yīng)油品的儲(chǔ)油量。選定油品后，接通sa1鈕子開(kāi)關(guān)，如果選定的是93#汽油，則直流電機(jī)正轉(zhuǎn)，給93#儲(chǔ)油罐

15、卸油；如果選定的是97#汽油，則直流電機(jī)反轉(zhuǎn)，給97#儲(chǔ)油罐卸油。在卸油過(guò)程中，步進(jìn)電機(jī)油位指示標(biāo)尺以1 cm/s的速度向右（高位）移動(dòng)，表示油庫(kù)中的油位在慢慢升高，當(dāng)油位升高超過(guò)低油量報(bào)警位時(shí)，功能指示燈熄滅，當(dāng)油量升高至高油量提示位（14cm）時(shí)，直流電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，由于輸油管中的油在繼續(xù)下卸，步進(jìn)電機(jī)標(biāo)尺指示以0.5cm/s的速度繼續(xù)運(yùn)行至油庫(kù)油量上限位（15cm）時(shí)停止，sa1鈕子開(kāi)關(guān)由工作人員復(fù)位（斷開(kāi)sa1）。在卸油過(guò)程中，液晶屏顯示例如圖15(b)所示，卸油結(jié)束后液晶顯示返回卸油前的界面：或待機(jī)工作界面；或加油操作界面（此時(shí)提示欄的內(nèi)容變更為“請(qǐng)核對(duì)加油信息”，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行加油操作

16、）。a)卸油油品選擇 b) 93#汽油卸油圖15卸油操作界面（例）4.充值的操作過(guò)程如下： 在上位機(jī)的超級(jí)終端里輸入字母“ykcz”，上位機(jī)顯示油卡充值界面，如圖16（a）所示。用戶(hù)輸入8位賬號(hào)后，上位機(jī)提示“充值金額：”，例如圖16（b）所示。此時(shí)，用戶(hù)可輸入三位數(shù)的金額（規(guī)格可充值的金額為10的整數(shù)倍，即:100元990元）。當(dāng)用戶(hù)輸入完金額后，上位機(jī)界面跳出充值確認(rèn)信息，例如圖16（c）所示。此時(shí)工作人員驗(yàn)收錢(qián)幣正確并按下“y”鍵確認(rèn)充值，充值完成。充值完成后上位機(jī)界面切換成充值成功界面，例如圖16（d）所示。如按下“n”鍵為取消本次充值操作，上位機(jī)顯示的充值界面消失。圖16上位機(jī)充值界

17、面（例）115.營(yíng)業(yè)額查詢(xún)操作過(guò)程如下：營(yíng)業(yè)額查詢(xún)的指令為“yzcx”，在上位機(jī)的超級(jí)終端里輸入字母“yzcx”，上位機(jī)就會(huì)顯示出當(dāng)日93#汽油和97#汽油的日加油量和營(yíng)業(yè)額，例如圖17所示。圖17 上位機(jī)查詢(xún)界面(例)附錄一：調(diào)試記錄與答題 工位號(hào) 1設(shè)：某客戶(hù)需加110元的93#汽油，當(dāng)前各面值油量球的位置分別是：工位一白球，工位二黑球，工位三下方黃球。試將最簡(jiǎn)的實(shí)施加油步驟和對(duì)應(yīng)數(shù)碼顯示中的加油量和加油金額累計(jì)值填入下表2中：表2 機(jī)械手工作步驟計(jì)劃表搬運(yùn)次數(shù)去哪個(gè)工位取何種面值的球加油量累計(jì)（四舍五入，保留1位小數(shù)）加油金額累計(jì)123452設(shè)：某客戶(hù)需加160元的97#汽油，當(dāng)前各面值油量球的位置分別是：工位一黃球，工位二黑球，工位三下方白球。試將實(shí)施加油的最短時(shí)間步驟和對(duì)應(yīng)數(shù)碼顯示中的加油量和加油金額累計(jì)值填入下表3中：表3 機(jī)械手工作步驟計(jì)劃表搬運(yùn)次數(shù)去哪個(gè)工位取何種面值的球加油量累計(jì)（四舍五入，保留1位小數(shù)）加油金額累計(jì)123