1、一、工作任務要求請你在四小時（ 240 分鐘）內，用 YL-236型單片機應用實訓考核裝置 制作成工業廢料智能分揀系統模擬裝置，具體要求如下：1. 根據工業廢料智能分揀系統的相關說明和工作要求，選擇需要的控 制模塊和元器件， 在賽場提供的圖紙上， 畫出你設計的工業廢料智能分揀 系統模擬裝置的模塊接線圖。2. 根據你畫出的模塊接線圖， 按照工藝規范連接工業廢料智能分揀系 統模擬裝置的硬件電路。3. 根據你設計的硬件電路， 編寫工業廢料智能分揀系統模擬裝置的控 制程序，存放在“D”盤以工位號命名的文件夾內。4. 請調試你編寫的程序， 檢測和調整有關硬件設置， 完成工業廢料智 能分揀系統模擬裝置的整

2、體調試， 使之能實現規定的任務要求， 并將編譯 通過的程序“燒入”單片機中。二、工業廢料智能分揀系統相關說明（一）工業廢料智能分揀系統簡介工業廢料智能分揀系統示意圖如圖 1 所示。圖中黑、黃、白三種球代 表三種不同的廢料，分別用代號 1、2、 3 表示。工作時，系統每次使用 傳送帶運送一組（黑、黃、白三種）工業廢料到分揀區后，系統先對廢料 的顏色進行識別并獲得三種廢料的當前位置序列， 然后據此信息采用最優 方案自動分揀搬運到指定的位置： 黑、黃、白三種廢料分別放置在工位三 下方、工位二、工位一三個分揀回收入口處， 最后放料閘門開啟使廢料進入回收廢料箱工位三下方 工位二 工位一圖1 工業廢料智能

3、分揀系統示意圖（二）工業廢料智能分揀系統模擬裝置及其功能 工業廢料智能分揀系統模擬裝置由進料傳送帶電機、分揀機械手、 放料閘門電機、鍵盤、液晶屏等模塊組成。1進料傳送帶電機：使用交、直流電機控制模塊中的 24V 直流電 機，電機得電旋轉模擬傳送帶傳送廢料。2分揀機械手：使用 YL-G001型智能物料搬運裝置模擬分揀機械 手，其分揀區及工位如圖 2 所示。分揀動作說明：在工位一或工位二 中抓取廢料，放入工位三上方導槽中，物料由于重力作用自動滾落至 工位三下方，而原本工位三下方廢料滾動至工位二，從而改變廢料排 列順序。若在分揀過程中，由于導槽中有毛刺，導致小球卡在導槽中 不能滾動至工位三下方，允許

4、人工撥動小球使其滾落。3放料閘門電機：使用步進電機控制模塊中的步進電機，廢料分揀完成后，步進電機運轉帶動放料閘門開啟使廢料進入回收箱。4鍵盤：使用指令模塊中的 4X4 行列式按鍵作為鍵盤面板，各按 鍵定義如圖 3 所示：數字鍵： 0-9 用于輸入數字。 功能鍵：“開始、停止、暫停”功能鍵控制系統的運行、停止和暫停。“確認”按鍵對輸入的數字進行確認；“自動/手動”按鍵用于切換自動識別或手動輸入廢料當前序列的模式； 系統應同時具備手動和自動識別廢料功能。“查詢”按鍵用于查詢已分揀廢料的組數。5液晶顯示：本系統使用 128X64液晶顯示模塊顯示工作狀態等 信息。液晶顯示中所有字符（中文，英文，數字，

5、標點）皆為 16X16 點陣標準字體（宋體） 。6聲音報警：系統聲音報警由主機模塊中蜂鳴器實現。7控制總開關：控制系統工作和運動機構（ 24V）電源通斷。用 鈕子開關實現，手柄向上為“開”，向下為“關。”三、工業廢料智能分揀系統模擬裝置制作任務1. 系統初始狀態設置要求（1）系統復位。開啟控制總開關，系統開始工作，運動機構上電，機械手自動復位至 工位三上方，手爪放松，進料傳送帶電機停止， 放料閘門處于關閉狀態 （步 進電機指針復位至 1cm 處）。液晶屏顯示初始化界面如圖 4 所示。復位完 成后，初始化界面保留 2 秒，然后系統進入自檢狀態，自檢界面如圖 5 所示。系統初始化圖 5 自檢界面狀

6、態：自檢 工位一： 00 秒 工位二： 00 秒圖 4 初始化界面2）系統自檢。機械手先后測試由工位三上方分別到工位一、工位二抓球至工位三上方放球所需的時間，時間由 0.0 秒開始按 0.1 秒遞增顯示。自檢界面中計時范圍為 0.0 秒9.9 秒，如超出范圍則應調節機械手縮短其運行時間。 自檢完成后，自檢界面保留 2 秒，自檢數據備用，然后系統進入停止狀 態。液晶屏顯示停止界面（如圖 6 所示，初始為自動工作模式） ，等待開 始信號。狀態：停止 工作模式：自動狀態：停止 工作模式：手動圖 6 停止界面（自動）圖 7 停止界面（手動）在停止界面中按下“自動 / 手動”按鍵，可切換廢料位置序列的識

7、別模 式：即原來為自動工作模式， 按下該鍵切換為手動識別工作模式； 若原來 為手動工作模式， 按下該鍵切換為自動識別工作模式。 兩種工作模式的顯 示界面分別如圖 6、圖 7所示。說明： 如果選手無法完成自動識別廢料的 顏色，則可用手動模式輸入廢料當前顏色序列，便于完成后續任務。2. 系統運行要求（1）進料按下“開始”鍵，液晶屏顯示進料界面如圖 8 所示。與此同時進料傳送 帶電機旋轉 2 秒帶動傳送帶移動把廢料送入排序槽（此時需在三個工位 上手工放入隨機排序的黑、黃、白三個球 ）。當工位一和工位二傳感器檢 測到有廢料后，系統確認廢料已成功進入排序槽。若電機停轉后 3 秒內 工位一、工位二同時檢測

8、不到球，則進料報警（蜂鳴器響0.5 秒，停 0.5秒）。一旦有廢料進入排序槽，立即解除報警。進料完成后，進料界面保留 2 秒，然后系統進入廢料顏色識別狀態，廢料識別界面如圖 9 所示狀態：進料 狀態：識別當前序列： X X X圖 8 進料界面 圖 9 廢料識別界面（2）廢料識別 進入廢料識別狀態后，若系統處于自動識別模式狀態，則系統通過對 顏色進行識別，自動確定黑、黃、 白三種廢料當前所在的工位位置，然后 據此自動顯示當前三種廢料的位置序列。圖 9 界面中的當前序列初始值 用“XXX”表示，識別完成后，變成三位數字，如“312、”“213·”等。若系統處于手動識別模式狀態，則由人工通

9、過鍵盤手動輸入當前廢料 的位置序列。關于廢料的位置當前序列號說明：共三位數字，自左至右，分別對應 工位三、工位二、工位一，例如若界面顯示“ 312”序列，則表示工位三、 二、一放置的小球分別為白 、黑、黃球 ，依此類推。廢料識別完成后，廢料識別界面保留 2 秒，然后系統進入廢料分揀狀 態，分揀界面如圖 10 所示。（3）廢料分揀在圖 10 分揀界面中的“XXX”是上面自動識別或手動輸入的三位數字序 列。廢料分揀的任務是把任意放置的黑、 黃、白三種廢料位置序列用最少 步驟，最短時間分別放置在工位三、 工位二和工位一位置上 （序列為 123）在分揀過程中，小球位置每發生一次變動，則圖 10 中的“

10、當前序列”代號 要作相應的變化；分揀搬運完畢， 當前序列號應為“123。”分揀界面中的“YY” 是系統從每次分揀開始至本次分揀結束所需的最短分揀時間， 分揀開始分 揀時間 YY即進行減 1 倒計時。當分揀結束， 則倒計時正好為 00 秒（誤差 ±1 秒）。當分揀結束時，液晶屏第四行顯示“分揀完成”字樣，界面保持 2 秒， 然后進入放料狀態，放料界面如圖 11 所示。狀態：分揀 狀態：放料當前序列： X X X分揀結束需 Y Y 秒圖 10 廢料分揀界面 圖 11 放料界面（4）放料 進入放料狀態后，系統開啟放料閘門（步進電機先以 3cm/s 的速度快 速移動帶動指針從 1cm 處移動

11、到 6cm 處，然后以 1cm/s 的速度帶動指針 移動到 8cm 處停止），三種廢料進入廢料回收箱。若放料閥全開（指針移 動至 8cm）2 秒之后，排序槽經檢測還有廢料，則蜂鳴器長鳴進行放料報 警，直到無廢料停止報警。若檢測到排序槽無廢料 2 秒后，放料閘關閉 （步進電機指針快速移至 1cm 處）。然后進入停止狀態，等待下次按開始 按鍵，進入下一組廢料的分撿。3. 運行過程中的停止與暫停 在運行過程中，若按下“停止”按鍵，則立即顯示停止界面（自動模式 顯示如圖 6，手動模式顯示如圖 7），系統進行復位操作（即機械手復位 至工位三上方， 手爪放松狀態， 放料閘門處于關閉狀態， 進料傳送帶電機停止）。 系統在運行中，若按下“暫停”按鍵，則保留當前顯示狀態，若機械手 正在分揀， 則倒計時需暫停，系統運動機構暫停（機械手暫停，步進電機 暫停，進料電機暫停） 。在暫停中，若按“開始”按鍵系，統立即恢復暫停前工作狀態繼續運行。4. 查詢在圖 6 停止界面中，若按下“查詢”按鍵則，進入圖 12 的密碼輸入界面。 此時需從鍵盤輸入六位數字的查詢密碼 （固定為 987654），使用“* ”顯示每 次按鍵輸入的數字，六位輸入完后按“確認”鍵結束輸入。若密碼正確，則 進