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()); } 评分项： 1. 器件及器件连接（20分） 2. 功能实现（80分） (1) 通电后，步进电机处于静止状态；（10分） (2) 点击按键，步进电机完成自检动作；（20分） (3) 步进电机实现了左右循环摆动；（20分） (4) 在左右循环摆动的基础上，实现了通过MPU6050模块控制步进电机摆动的角度；（10分） (5) 在左右循环摆动的基础上，实现了旋转MPU6050模块控制摆动角度，当MPU6050模块处于水平位置时，步进电机处于静止状态，此时单侧摆动角度为0度；（10分） (6) 在左右循环摆动的基础上，实现了旋转MPU6050模块控制摆动角度，当MPU6050模块处于垂直位置时，步进电机的单侧摆动角度为180度。（10分）
正确答案：实操参考实现（ESP32 C姿态传感器步进摆动）：MPU6050读俯仰/滚转角map(0~90°→0~180°)作单侧摆角。按键自检(正90逆180正90回)。工作态电机从中间左右循环摆动，角度随MPU6050转动变化（水平0°静止，垂直180°）。AccelStepper梯形加减速。核心：MPU6050角度映射+AccelStepper摆动。
试卷来源：202506 青少年等级考试机器人实操真题六级