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202506 青少年等级考试机器人实操真题六级
一、实际操作
1. 主题：姿态传感器交互步进电机左右摆动
器件：ESP32主控、MPU6050模块、按键模块、电位器模块、步进电机驱动模块、步进电机。以上模块也可以采用分立器件结合面包板进行搭建。
任务要求：步进电机自中间位置左右循环摆动，摆动的角度通过MPU6050模块的俯仰角或滚转角控制。当MPU6050模块处于水平位置时，单侧摆动角度为0度，步进电机处于静止状态；当MPU6050模块处于垂直位置时，单侧摆动角度为180度。具体任务要求如下：
(1) 装置通电启动后，步进电机处于静止状态；
(2) 点击按键，步进电机开始自检。自检方式为：步进电机顺时针转动90度后停止，然后逆时针旋转180度后停止，再顺时针旋转90度回到初始位置后停止。自检完毕，装置进入工作状态；
(3) 进入工作状态后，步进电机随着MPU6050模块的转动开始左右循环摆动；
(4) 当MPU6050处于水平位置时，步进电机处于静止状态，此时摆动角度为0度；
(5) 沿X轴或Y轴转动MPU6050模块，当模块处于45度位置时，步进电机单侧摆动角度为90度；当模块处于垂直（90度）位置时，步进电机单侧摆动角度为180度；
(6) 步进电机的转动采用梯形加减速控制；
(7) 程序采用Arduino C/C++代码编写，不得使用外部库调用；
(8) 未作规定处可自行处理，无明显与事实违背即可。
说明：请考生在考试结束前，按照如下要求提交相关文件。
(1) 将程序放在一个文件夹中，压缩为1个“rar或zip”格式文件，并命名为：DJKS6_身份证号，大小5M以下；
(2) 将程序文件通过“上传附件”按钮进行上传；
(3) 程序编写过程中不得打开其它示例程序，如发现，实操成绩按照0分处理。
参考资料：
AccelStepper类库头文件和相关类库函数如下，供参考。
头文件：AccelStepper.h
类库对象：AccelStepper(mode, pin1,pin2,pin3,pin4)
成员函数：
setAcceleration(val); //设置步进电机转动时的加速度
setMaxSpeed(val); //设置步进电机转动的最大允许速度
setSpeed(val); //设置步进电机恒定转动时的速度值
runSpeed(); //启动步进电机以设定的速度值恒定转动
currentPosition(); //返回当前的位置值
moveTo(val); //设置步进电机运转的目标位置
run(); //启动步进电机按照设定的加速度和最大速度运转
setCurrentPosition(val); //设置当前位置为指定值
distanceToGo(val); //返回当前位置到目标位置之间的脉冲数
教材所使用类库MPU6050_tockn-1.5.2的例程如下，供参考。
#include
#include
MPU6050 mpu6050(Wire);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
mpu6050.begin();
mpu6050.calcGyroOffsets(true);
}
void loop() {
mpu6050.update();
Serial.print("angleX : ");
Serial.print(mpu6050.getAngleX());
Serial.print("\tangleY : ");
Serial.print(mpu6050.getAngleY());
Serial.print("\tangleZ : ");
Serial.println(mpu6050.getAngleZ());
}
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