主题：姿态传感器交互步进电机方向指示器件：ESP32主控、按键模块、MPU6050模块、步进电机驱动模块、步进电机及相关辅件。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：通过MPU6050姿态传感器获取俯仰角和滚转角，根据俯仰角和滚转角的数值控制步进电机的转动，通过与步进电机转动轴垂直的连接件实现上、下、左、右方向指示功能。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) 沿X轴转动MPU6050模块，当转动角度大于45度时，步进电机转轴连接件指向向上或向下的MPU6050的旋转方向； (4) 沿Y轴转动MPU6050模块，当滚转角大于45度时，步进电机转轴连接件指向向左或向右的MPU6050的旋转方向； (5) 当MPU6050模块水平放置时，步进电机的在-45~45度之间循环摆动； (6) 控制程序采用Arduino C/C++代码编写，不得使用图形化软件编写； (7) 未作规定处可自行处理，无明显与事实违背即可。说明：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。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。参考资料： (1) 教材所使用类库MPU6050_tockn-1.5.2的例程如下，供参考。 #include #include MPU6050mpu6050(Wire); voidsetup() { Serial.begin(9600); Wire.begin(); mpu6050.begin(); mpu6050.calcGyroOffsets(true); } voidloop() { mpu6050.update(); Serial.print("angleX : "); Serial.print(mpu6050.getAngleX()); Serial.print("\tangleY : "); Serial.print(mpu6050.getAngleY()); Serial.print("\tangleZ : "); Serial.println(mpu6050.getAngleZ()); } (2) 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 } 评分项： 1. 器件及器件连接（20分） 2. 功能实现（80分） (1) 装置通电启动后，步进电机处于静止状态；（5分） (2) 点击按键，步进电机完成自检动作；（20分） (3) 实现沿X轴转动MPU6050模块，当姿态角大于45度时，步进电机转轴连接件指向向上（或向下）的方向；（10分） (4) 实现沿X轴转动MPU6050模块，当姿态角小于-45度时，步进电机转轴连接件指向向下（或向上）的方向；（10分） (5) 实现沿Y轴转动MPU6050模块，当滚转角大于45度时，步进电机转轴连接件指向向左（或向右）的方向；（10分） (6) 实现沿Y轴转动MPU6050模块，当滚转角小于-45度时，步进电机转轴连接件指向向右（或向左）的方向；（10分） (7) 实现当MPU6050模块水平放置时，步进电机的在-45~45度之间循环摆动。（15分） (1).DJKS6_650103201234186043.zip

正确答案：实操参考实现（Arduino C ESP32姿态步进电机）：同19498：MPU6050姿态控制步进电机，按键自检(顺90°、逆180°、顺90°回位)；|angleX|>45°指上下，|angleY|>45°指左右，水平循环摆动。核心：姿态角控制步进方向。

试卷来源：202603 青少年等级考试机器人实操真题七级