2024 年“中銀杯”甘肅省職業(yè)院校技能大賽-中職學(xué)生組-電子與信息大類-電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用賽項(xiàng)任務(wù)書(C卷)

2024年甘肅省職業(yè)院校技能大賽

中職學(xué)生組電子與信息類

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用賽項(xiàng)

任務(wù)書（C卷）

賽位號(hào)：______________

第一部分競賽須知

一、競賽要求

1、正確使用工具，操作安全規(guī)范；

2、競賽過程中如有異議，可向現(xiàn)場考評(píng)人員反映，不得擾亂賽場秩序；

3、遵守賽場紀(jì)律，尊重考評(píng)人員，服從安排。

二、職業(yè)素養(yǎng)與安全意識(shí)

1、完成競賽任務(wù)所有操作符合安全操作規(guī)范，注意用電安全；

2、操作臺(tái)、工作臺(tái)表面整潔，工具擺放、導(dǎo)線頭等處理符合職業(yè)崗位要求；

3、遵守賽場紀(jì)律，尊重賽場工作人員；愛惜賽場設(shè)備、器材。

三、扣分項(xiàng)

1、在完成工作任務(wù)過程中，出現(xiàn)交流220V電源短路故障扣5分；

2、在完成工作任務(wù)的過程中，因操作不當(dāng)導(dǎo)致人身或設(shè)備安全事故，扣

10-20分，情況嚴(yán)重者取消比賽資格；

3、參賽選手有不服從裁判及監(jiān)考、擾亂賽場秩序等行為扣10分，情節(jié)嚴(yán)重

的，取消參賽隊(duì)競賽成績。有作弊行為的，取消參賽隊(duì)參賽資格；

4、違反賽場紀(jì)律，依據(jù)情節(jié)輕重，扣1～5分。情節(jié)特別嚴(yán)重，并產(chǎn)生不良

后果的報(bào)裁判長批準(zhǔn)，由裁判長宣布終止該選手的比賽；

5、現(xiàn)場裁判宣布競賽時(shí)間結(jié)束，選手仍繼續(xù)操作的，由現(xiàn)場裁判負(fù)責(zé)記錄

扣1～5分，情節(jié)嚴(yán)重，警告無效的，取消參賽資格。

四、選手須知

1、任務(wù)書如出現(xiàn)缺頁、字跡不清等問題，應(yīng)及時(shí)向裁判示意，并進(jìn)行更換；

比賽結(jié)束后，比賽提供的所有紙質(zhì)材料、U盤等不得帶離賽場；

2、設(shè)備的使用需嚴(yán)格按照任務(wù)書的要求及工藝規(guī)范進(jìn)行操作；

3、參賽選手應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)書要求的內(nèi)容，模塊A任務(wù)需提交考

試平臺(tái)中，其他任務(wù)按要求提交資料至指定根目錄下；

1

4、比賽過程中，選手如懷疑設(shè)備問題，且有明確證據(jù)確認(rèn)損壞由非選手因

素造成，可向裁判提交書面說明，經(jīng)技術(shù)人員判斷和裁判長裁決認(rèn)可，

可更換設(shè)備，并由裁判長裁決是否補(bǔ)時(shí)和補(bǔ)時(shí)長度，沒有明確證據(jù)確認(rèn)

損壞由非選手因素造成設(shè)備損壞的，不予更換設(shè)備和補(bǔ)時(shí)；

5、在裁判組宣布競賽結(jié)束后，參賽選手應(yīng)立即停止對(duì)競賽設(shè)備與計(jì)算機(jī)的

任何操作。

2

第二部分競賽任務(wù)

模塊A：電子技術(shù)基礎(chǔ)綜合能力檢測（20分）

*注：根據(jù)要求完成相應(yīng)的任務(wù)，本模塊所有操作在電子技術(shù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平

臺(tái)系統(tǒng)中完成，確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊“交卷”，交卷后無法修改。

一、安全操作規(guī)范

1、電容器、三極管等元器件插裝時(shí)，應(yīng)適當(dāng)保留引線長度，一般要求離電

路板（）。

A.3mm

B.4mm

C.1mm

D.2mm

2、元器件引線在成型過程中，彎曲半徑應(yīng)大于（）的引線直徑。

A.1倍

B.2倍

C.3倍

D.4倍

3、在電橋測量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，（）可以

獲得最大靈敏度輸出。

A.單臂橋

B.對(duì)臂橋

C.第一類差動(dòng)橋

D.全橋

4、指針式萬用表進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，表針搖擺不定，其原因是（）。

A.調(diào)零電阻接觸不良

B.表頭損壞

C.表內(nèi)整流二極管損壞

D.萬用表測阻值的電路有斷路情況

3

5、將某低頻信號(hào)發(fā)生器的“輸出衰減”旋鈕置于40dB時(shí)，調(diào)節(jié)“輸出細(xì)調(diào)”旋

鈕使指示電壓表的讀數(shù)為20V，平衡式輸出，則實(shí)際輸出電壓為（）。

A.20V

B.2V

C.0.4V

D.0.2V

6、如果在功放電路通電情況下連接音箱線，可能出現(xiàn)的問題是（），因此

要避免這樣操作。

A.不會(huì)發(fā)生任何問題，可以這樣操作

B.迅速燒毀功放管

C.電源斷路

D.音箱線燒斷

7、在下圖所示模擬交流毫伏表刻度盤上，從上向下有四條刻度。第（）條

刻度為電壓有效值的專用刻度。

A.一、二

B.三、四

C.一、三

D.二、四

8、某整流濾波電路觀察到的波形如下列各圖所示，以下說法中正確的是（）。

A.整流后的輸出電壓波形是圖（2）

4

B.濾波后的輸出電壓波形是圖（1）

C.濾波后的輸出電壓波形是圖（2）

D.濾波后的輸出電壓波形是圖（3）

9、某電子示波器X方向最小偏轉(zhuǎn)因數(shù)為0.02μs/div，其屏幕X方向可用寬度

為10格。如果要觀察兩個(gè)完整周期波形，問該電子示波器最高工作頻率

是（）。

A.100MHz

B.10MHz

C.5MHz

D.2.5MHz

10、電路原理圖：在下圖所示的反相比例運(yùn)算電路中，輸出電壓與輸入電

壓之間的關(guān)系為（）。

A.

B.

C.

D.

二、儀器準(zhǔn)備

1、請(qǐng)調(diào)整直流穩(wěn)壓電源，在通道2設(shè)定電壓為12V，限流為0.05A。（操作

直流穩(wěn)壓電源，輸出題目預(yù)期的電壓電流或電流，并調(diào)整萬用表測量出

電壓或電流，確認(rèn)無誤后，點(diǎn)完成按鈕提交答案。）

5

2、使用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，調(diào)節(jié)頻率為2KHz、峰峰值為4Vpp、偏移量為0V

的正弦波信號(hào)并使用2號(hào)通道輸出。（調(diào)整信號(hào)發(fā)生器，輸出預(yù)期波形到

示波器顯示屏，確認(rèn)波形后提交答案。）

3、請(qǐng)調(diào)整直流穩(wěn)壓電源，在通道2設(shè)定電壓為15V，限流為0.1A。（操作直

流穩(wěn)壓電源，輸出題目預(yù)期的電壓電流或電流，并調(diào)整萬用表測量出電

壓或電流，確認(rèn)無誤后，點(diǎn)完成按鈕提交答案。）

4、使用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，調(diào)節(jié)頻率為1.5KHz、峰峰值為300mVpp、偏移

量為0V的方波信號(hào)并使用1號(hào)通道輸出。（調(diào)整信號(hào)發(fā)生器，輸出預(yù)期

波形到示波器顯示屏，確認(rèn)波形后提交答案。）

三、仿真元器件清點(diǎn)與識(shí)別

（在元器件區(qū)查找正確的元器件，點(diǎn)擊選中，確認(rèn)無誤后，點(diǎn)完成按鈕提交答案。）

1、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【二極管1N4001】

2、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【穩(wěn)壓器CW7812】

3、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【貼片電阻10k】

4、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【色環(huán)電阻器2400Ω±2%】

5、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【三極管2N5551】

6、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【集成電路LM324】

7、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【電源變壓器220V轉(zhuǎn)9V】

8、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【瓷片電容器2.2pF】

9、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【七段一位共陽數(shù)碼管（紅色）】

10、請(qǐng)從元器庫中識(shí)別【三極管3DG6】

四、元器件檢測

1、請(qǐng)測量電容的電容值

2、請(qǐng)測量電阻的電阻值

6

3、請(qǐng)測量二極管的正向?qū)▔航?/p>

4、請(qǐng)測量電容的電容值

五、電路識(shí)別

1、下圖所示電路中電流I為()

A.1A

B.-1A

C.1.8A

D.-1.8A

2、電壓負(fù)反饋減?。ǎ╇娮?，穩(wěn)定（）電壓。

A.輸入，輸入

B.輸出，輸出

C.輸入，輸出

D.輸出，輸入

3、電流負(fù)反饋能穩(wěn)定放大器的（）電流，并使放大器的輸出電阻（）

A.輸入信號(hào)，提高

B.輸入信號(hào)，減小

C.輸出信號(hào)，提高

D.輸出信號(hào)，減小

4、理想運(yùn)放電路如圖所示，若輸入信號(hào)ui=1.414sinωtV，則輸出電uo為

（）

7

A.-2×1.414sinωtV

B.2×1.414sinωtV

C.-1.414sinωtV

D.1.414sinωtV

5、下圖是一個(gè)三點(diǎn)式振蕩器的交流等效電路，請(qǐng)分析以下哪種情況是否可

以振蕩

A.L1C1<L2C2<L3C3

B.L1C1>L2C2=L3C3

C.L1C1>L2C2>L3C3

D.L1C1=L2C2>L3C3

8

六、繪制電路

（請(qǐng)使用鼠標(biāo)放置在元器件圓點(diǎn)鏈接處拖動(dòng)到另一元器件圓點(diǎn)連接處完成連線，

注意不可直接鏈接在線上，否則不算鏈接成功）

1、使用給定元器件，畫出微分電路。

2、使用給定元器件，畫出共集電極放大電路。

3、使用給定元器件，畫出RC振蕩電路。

4、使用給定元器件，畫出減法電路。

9

5、使用給定元器件，畫出帶源極電阻的NMOS共源極放大電路。

七、電路排障

1、下面是一幅遲滯電壓比較器電路，請(qǐng)跟據(jù)所學(xué)知識(shí)找出問題并恢復(fù)。

10

2、下面是一幅單相橋式整流電路，請(qǐng)跟據(jù)所學(xué)知識(shí)找出問題并恢復(fù)。

3、下面是一幅555組成多諧振蕩器電路，請(qǐng)跟據(jù)所學(xué)知識(shí)找出問題并恢復(fù)。

八、元器件裝配

請(qǐng)根據(jù)電路圖，從下列左側(cè)元器件區(qū)域拖動(dòng)對(duì)應(yīng)元器件到右側(cè)電路板中的藍(lán)

色待放置區(qū)域中完成電路板的裝配（輸入輸出和測試點(diǎn)用單排插針，開關(guān)使用跳

線帽代替）。請(qǐng)按電路裝配工序操作。

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九、焊點(diǎn)工藝

1、請(qǐng)問圖中焊點(diǎn)屬于什么錯(cuò)誤？（）

A.漏焊

12

B.虛焊

C.毛刺

D.飛邊

2、請(qǐng)問圖中焊點(diǎn)有幾處錯(cuò)誤？（）

A.1

B.2

C.3

D.4

3、請(qǐng)問圖中焊點(diǎn)有幾處錯(cuò)誤？（）

A.1

B.2

C.3

D.4

4、下列哪個(gè)選項(xiàng)的焊接順序規(guī)則描述不準(zhǔn)確？（）

A.從小到大

B.從低到高

C.從重到輕

D.從里到外

5、下列不屬于焊點(diǎn)缺陷的是？（）

A.冷焊

13

B.繞焊

C.虛焊

D.橋接

十、電路功能檢測與調(diào)試

1、測試二極管的正向伏安特性

默認(rèn)Vcc已接通3V電源，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，緩慢增加電壓，使J7、J8

間電壓在0.30~0.60V之間變化，連接J5、J6測出電流值。(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)電

壓0.418V時(shí)，電流為mA；電壓0.475V時(shí)，電流為mA；電壓0.570V時(shí)，電

流為mA；電壓0.601V時(shí)，電流為mA。

2、晶體管共射極單管放大電路調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)

系統(tǒng)默認(rèn)已接通+12V電源，調(diào)節(jié)RW，使J3測試點(diǎn)VE=2.0V(即IC=2.0mA)；

輸入信號(hào)默認(rèn)Ui斷開。用萬用電表測量J1測試點(diǎn)VB的值為V，J2測試點(diǎn)VC

的值為V，VBE的值為V，Ic的理論計(jì)算值為mA。（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

3、RC振蕩器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量

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保持Rp1不變，測量放大器靜態(tài)工作點(diǎn)及電壓放大倍數(shù)。Q2三極管J6測試

點(diǎn)VE為V，J4測試點(diǎn)VB為V，J5測試點(diǎn)VC為V。（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）

4、集成運(yùn)算比例放大器反相比例運(yùn)算電路

系統(tǒng)默認(rèn)已接通±12V電源，同相輸入端接地，反相輸入端Ui輸入f=1kHz，

vpp=0.5V的正弦交流信號(hào)，用示波器觀察分別測量點(diǎn)Uo波形和輸入端Ui波形的

相位關(guān)系（備注：使用示波器單一通道CH0），輸入U(xiǎn)i的波形圖為（示波器截

圖）？輸入U(xiǎn)o的波形圖為（示波器截圖）？

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模塊B：電子電路焊接、裝調(diào)與故障檢測（25分）

一、線路板的焊接與裝配

根據(jù)給出的LED照明控制器電路元件清單（附表1）、電路原理圖（附圖1）,

選擇所需要的元器件,把它們準(zhǔn)確地焊接在賽場提供的印制電路板上。

電路原理圖描述如下：

通過調(diào)節(jié)電位器在VR1處輸出模擬信號(hào)，經(jīng)過LM324芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換(模

擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào))如表1所示，產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)進(jìn)入SN74LS147N進(jìn)行編碼，

把輸出的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過SN74HC04N進(jìn)行求反，將得到的信號(hào)用SN74LS47N對(duì)數(shù)

碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并顯示數(shù)字0-9。另外一路由NE555產(chǎn)生方波經(jīng)過74LS90進(jìn)行轉(zhuǎn)

換，將產(chǎn)生的信號(hào)D1-D9與SN74HC04N輸出的信號(hào)在74LS85中進(jìn)行PWM調(diào)制，

再根據(jù)TIP41的導(dǎo)通情況控制燈的亮度。

<表1>不同輸入電壓所對(duì)應(yīng)的輸出數(shù)字信號(hào)值

模擬電壓

輸出信號(hào)

輸入

V_inputD1D2D3D4D5D6D7D8D9

0~0.9111111111

1.0~1.9011111111

2.0~2.9001111111

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3.0~3.9000111111

4.0~4.9000011111

5.0~5.9000001111

6.0~6.9000000111

7.0~7.9000000011

8.0~8.9000000001

9.0~10.0000000000

（2）電路調(diào)試

1．檢查NE555(U6)的pin3生成方波2.4khz（容許誤差±20%）。

2.測試TP1，VR1電壓調(diào)節(jié)范圍從0V至10V。

3.根據(jù)TP電壓從0v到10v，F(xiàn)ND顯示0-9。

4.通過FND的數(shù)字檢查LED亮度的變化.

5.通過FND的數(shù)字檢查Q1(TIP41)引腳2上的占空比。

二、電路檢修與故障排除

電路設(shè)置了兩個(gè)故障，選手完成焊接裝配后，對(duì)線路板進(jìn)行檢修排故。

故障排除后在答題紙上完成檢修記錄。

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模塊C：電子電路設(shè)計(jì)（25分）

根據(jù)賽場給出的原理圖文件，要求選手在該目錄下建立以“GS-xx-xx”（第一個(gè)

xx，2位數(shù)字，即競賽隊(duì)的場次；第二個(gè)xx，2位數(shù)字，即競賽隊(duì)工位號(hào)）命名的

文件夾，用于存放下面任務(wù)中完成的文件，產(chǎn)生的PCB各類文件命名為“類型名＋

場次＋工位號(hào)”。

1、創(chuàng)建元件庫

使用AltiumDesigner22軟件新建PCB封裝庫。完成自復(fù)位按鍵元件的PCB

封裝制作，元件封裝參數(shù)如圖1所示。（比賽時(shí)裁判會(huì)對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整）

要求：（1）焊盤的水平間距：5.0mm；焊盤的垂直間距：12mm。

（2）焊盤HoleSize：1mm；X-Size：3mm；Y-Size：3mm。

圖1自復(fù)位按鍵元件封裝參數(shù)示意圖

2、設(shè)計(jì)電路板

根據(jù)題目給出的原理圖，應(yīng)用AltiumDesigner22軟件完單片機(jī)C8051F340—

AT89C51轉(zhuǎn)換接口電路的PCB設(shè)計(jì)。主要包括比賽指定型號(hào)的單片機(jī)、JTAG調(diào)

試接口、5V/3.3V轉(zhuǎn)換電路三個(gè)電路模塊，將TQFP-48封裝的C8051F340，加上

Header5X2H封裝的JTAG調(diào)試端口及5V/3.3V轉(zhuǎn)換電路，要求所設(shè)計(jì)的PCB完

成制做后能插入到比賽指定封裝的插座中。

電路原理圖2所示，具體單片機(jī)封裝參數(shù)如圖3所示。

要求：

（1）電路板尺寸不大于22x55mm（寬X高），在PCB板中標(biāo)出實(shí)際繪制區(qū)

域尺寸（寬X高）；

（2）信號(hào)線寬0.127mm，VCC線寬0.254mm，GND；線寬0.254mm；

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（3）最小間隙：0.2mm，最小通徑：0.8mm和0,3mm的孔；

（4）在絲印層做標(biāo)識(shí)：在P1、P2連接插件對(duì)應(yīng)位置標(biāo)出+5V、GND。在

JTAG調(diào)試端口對(duì)應(yīng)位置標(biāo)出+3.3V。在PCB電路板邊界外側(cè)注明自己的工位號(hào)。

注意：此處參數(shù)為格式模板，比賽中使用的具體參數(shù)，將由裁判確認(rèn)。

圖2C8051F340—AT89C51轉(zhuǎn)換電路

圖3AT89C51單片機(jī)DIP40引腳封裝尺寸

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模塊D：程序設(shè)計(jì)與開發(fā)（20分）

一、多功能智能物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)搭建

在現(xiàn)代倉儲(chǔ)物流中，自動(dòng)化和智能化的重要性日益凸顯。本系統(tǒng)模擬了一個(gè)

多功能智能物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)識(shí)別貨物顏色、計(jì)數(shù)并進(jìn)行分類存儲(chǔ)。

1、請(qǐng)根據(jù)多功能智能物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)的相關(guān)說明，選擇所需要的控制模塊、

傳感器和執(zhí)行器，搭建智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)，并使其能夠獨(dú)立運(yùn)行程序。

2、請(qǐng)?jiān)谫悎鎏峁┑膱D紙上畫出系統(tǒng)的模塊接線圖。

二、模擬系統(tǒng)的相關(guān)說明

系統(tǒng)整體框架如圖D-1所示。

圖D-1系統(tǒng)整體框架

1、ESP32主機(jī)模塊

作為系統(tǒng)的中心處理單元，負(fù)責(zé)整合各傳感器的數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序代碼，

控制其他模塊工作，以及與通用擴(kuò)展板的接口連接。

2、通用擴(kuò)展板

為ESP32主機(jī)模塊提供額外的接口和電路保護(hù)，方便連接多個(gè)傳感器和

執(zhí)行模塊。

3、按鍵模塊

允許用戶手動(dòng)輸入控制信號(hào)，如啟動(dòng)/停止測量、確認(rèn)警報(bào)等操作。

4、CMOS攝像頭

捕捉實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)，用于識(shí)別傳送帶上物品的顏色。

5、蜂鳴器模塊

在系統(tǒng)檢測到異常環(huán)境參數(shù)時(shí)發(fā)出聲音警報(bào)，輔助RGB彩燈模塊進(jìn)行狀

態(tài)指示。

6、RGB彩燈模塊

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根據(jù)不同環(huán)境狀態(tài)或系統(tǒng)警報(bào)，顯示不同顏色的光，直觀表示系統(tǒng)狀態(tài)。

7、舵機(jī)直流電機(jī)

根據(jù)顏色傳感器的識(shí)別結(jié)果，控制分揀機(jī)構(gòu)將物品分類存儲(chǔ)。

三、模擬系統(tǒng)程序編寫

參賽選手完成程序編寫后，需將程序下載到ESP32主機(jī)模塊中獨(dú)立運(yùn)行，并

與各傳感器和執(zhí)行單元協(xié)同工作。

1、系統(tǒng)初始化

ESP32主機(jī)模塊初始化：設(shè)定串口通信參數(shù)，波特率設(shè)為9600bps，數(shù)據(jù)

位8位，停止位1位，無校驗(yàn)，初始化OLED顯示屏并顯示“Smart

WarehouseSystemInitializing...”，背景黑色，文字白色，字體大小

scale=2。

CMOS攝像頭自檢：在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行自檢，通過LED指示燈的閃爍來

表示自檢進(jìn)程，自檢完成后LED常亮表示就緒狀態(tài)。

RGB彩燈模塊檢測：自檢時(shí)顯示白色光，確認(rèn)模塊正常工作后關(guān)閉，準(zhǔn)

備根據(jù)物品分類指示顏色。

2、顏色識(shí)別與物品分類

顏色范圍定義：預(yù)設(shè)系統(tǒng)能識(shí)別的顏色類型為紅色、藍(lán)色、綠色，以及

未知顏色。

CMOS攝像頭識(shí)別物品顏色：系統(tǒng)循環(huán)檢測傳送帶上的物品，一旦識(shí)別

到上述預(yù)設(shè)顏色之一，攝像頭捕獲物品圖像，分析并確定物品顏色。

顏色信息輸出：通過串口輸出格式化的顏色信息“ColorDetected:[紅色/

藍(lán)色/綠色/未知]”，并在OLED顯示屏上顯示同樣的信息，同時(shí)RGB彩燈

模塊點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)顏色。

3、用戶交互與控制

用戶交互界面：通過按鍵模塊，用戶可指示系統(tǒng)開始或停止物品分類，

系統(tǒng)將這些操作反饋顯示在OLED屏幕上，并通過串口發(fā)送操作狀態(tài)。

模式切換指示：用戶通過按鍵模