【2412】CIE 机器人四级实操

总分：100分题数：1

一、填空题。 （共1题，共100分）

1.主题：红外遥控门栏

器件：Atmega328P主控板1块，LED灯模块1个，红外接收套件1套，舵机1个、超声波传感器1个、按键模块1个及相应辅件。以上模块也可使用分立器件结合面包板搭建。

任务要求：

通过舵机的转动模拟门栏的打开和关闭，门栏有两种功能模式：手动模式和自动感应模式。通过红外遥控控制门栏在两种功能模式之间切换。点击红外遥控器1键，门栏进入手动模式；点击红外遥控器2键，门栏进入自动感应模式。具体说明如下：

(1)当装置通电后，门栏默认处于自动感应模式；

(2)当门栏进入自动感应模式时，通过超声波传感器控制舵机的转动，当超声波传感器检测的距离大于5厘米时，舵机旋转至0度，表示门栏关闭。当超声波传感器检测的距离小于等于5厘米是，舵机旋转至90度，表示门栏打开；

(3)当门栏进入手动模式时，点击按键，舵机旋转至90度位置，表示门栏打开，门栏打开时长为3秒钟，然后舵机旋转至0度，门栏关闭。当按键没有被点击时，舵机处于0度位置，门栏处于关闭状态；

(4)当门栏打开时，LED灯闪烁，当门栏关闭时LED灯点亮；

(5)控制程序采用Arduino C/C++代码编写，不得使用图形化软件编写；

(6)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：DJKS4_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，不得使用图形化软件生成代码，如发现，实操成绩按照0分处理。

参考资料：

红外遥控提供示例供参考。

#include <IRremote.h>     
const int RECV_PIN = 12;  
IRrecv irrecv(RECV_PIN);  
decode_results results;   

void setup(){
  Serial.begin(9600);                       
  irrecv.enableIRIn();                      
}
void loop() {
  if (irrecv.decode(&results)) {        
    Serial.println(results.value, HEX);  
    irrecv.resume();                         
  }
  delay(100);
}

评分项：

1.器件及器件连接（20分

2.功能实现（80分）

(1)点击红外遥控器1键，切换到手动模式，当按键没有按下时，舵机处于0度位置；（10分）

(2)点击红外遥控器1键，切换到手动模式，实现当按键按下后，舵机旋转至90度位置，停留3秒后，舵机旋转至0度；（15分）

(3)点击红外遥控器2键，切换到自动感应模式，实行当超声波传感器检测的距离大于5厘米时，舵机处于0度位置；（15分）

(4)点击红外遥控器2键，切换到自动感应模式，实行当超声波传感器检测的距离不大于5厘米时，舵机处于90度位置；（15分）

(5)实现当舵机处于90度位置时，LED灯闪烁；（15分）

(6)实现当舵机处于0度位置时，LED灯点亮。（10分）

(100分)

4 条评论

  • @ 2025-6-14 16:07:15 
    #include <IRremote.h>  // 引入红外遥控库
#include <Servo.h>  // 引入舵机控制库

Servo myServo;      // 创建舵机对象
const int servoPin = 9;  // 定义信号引脚
int angle = 0;      // 当前角度值

const int RECV_PIN = 11;  // 定义红外接收引脚
IRrecv irrecv(RECV_PIN);  // 创建红外接收对象
decode_results results;   // 用于存储解码结果的对象

// 定义超声波传感器引脚
const int trigPin = A4;  // 触发引脚，用于发送超声波信号
const int echoPin = A5;  // 回声引脚，用于接收反射的超声波信号

const int keyPin = 2;  // 定义按钮连接的引脚
double dis;  // 存储测量到的距离值

const int LED_PIN = 3;  // 定义LED连接的引脚
// 函数：测量距离
float checkdistance() {
  // 触发超声波发送
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 先将触发引脚拉低，确保状态稳定
  delayMicroseconds(2);          // 保持2微秒
  digitalWrite(trigPin, HIGH);   // 发送10微秒的高电平触发脉冲
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 触发脉冲结束

  // 测量回声时间并计算距离
  // pulseIn()函数返回高电平持续时间（微秒），即超声波往返时间
  // 距离计算公式：距离(厘米) = 时间(微秒) / 58.00
  // （声速约340m/s，转换为厘米/微秒：34000/1000000 = 0.034cm/μs
  //  往返距离 = 0.034 * 时间 → 单程距离 = 0.034 * 时间 / 2 ≈ 时间 / 58）
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;
  delay(10);  // 短暂延时，避免传感器读数冲突
  return distance;  // 返回测量的距离值（厘米）
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);     // 初始化串口通信
  irrecv.enableIRIn();    // 启用红外接收
  irrecv.blink13(true);   // 启用LED指示（可选）
  Serial.println("等待红外信号...");
  // 初始化变量和硬件
  dis = 0;                 // 初始化距离变量
  pinMode(trigPin, OUTPUT);  // 设置触发引脚为输出模式
  pinMode(echoPin, INPUT);   // 设置回声引脚为输入模式
  //Serial.begin(9600);        // 初始化串口通信，波特率9600
  myServo.attach(servoPin);  // 初始化舵机引脚连接
  pinMode(keyPin, INPUT);  // 将引脚设置为输入模式
  Serial.println("Hello from Arduino!");  // 提示信息
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);  // 将引脚设置为输出模式
  Serial.println("LED测试开始");
}
int x;  // 存储按钮状态的变量
boolean flag = false;//false就是为自动感应模式
//flag = true就是手动模式
void loop() {
  if (flag == false) {
    dis = checkdistance();    // 调用函数测量当前距离
    Serial.println(dis);      // 通过串口输出距离值（单位：厘米）
    if (dis > 5) {
      myServo.write(0);  // 设置舵机角度
    } else {
      myServo.write(90);  // 设置舵机角度
      digitalWrite(LED_PIN, 1);
      delay(50);
      digitalWrite(LED_PIN, 0);
      delay(50);
    }
  } else {
    x = digitalRead(keyPin);
    if (x == true) {
      myServo.write(90);  // 设置舵机角度
      //delay(3000);
      for (int i = 1; i <= 30; i++) {
        digitalWrite(LED_PIN, 1);
        delay(50);
        digitalWrite(LED_PIN, 0);
        delay(50);
      }
      myServo.write(0);  // 设置舵机角度
    } else {
      myServo.write(0);  // 设置舵机角度
    }
  }

  if (irrecv.decode(&results)) {  // 尝试解码接收到的信号
    Serial.println(results.value, HEX);  // 以十六进制打印按键值
    if (results.value == 0xFF30cf) {
      flag = true;//就是c模式
      Serial.println("-------------手动------------------");
    }
    if (results.value == 0xFF18E7) {
      flag = false;
      Serial.println("==============自动=================");
    }
    irrecv.resume();  // 继续接收下一个信号
  }
  delay(20);
}




//  if (irrecv.decode(&results)) {  // 尝试解码接收到的信号
//    Serial.println(results.value, HEX);  // 以十六进制打印按键值
//    irrecv.resume();  // 继续接收下一个信号
//  }
//  delay(100);  // 短暂延时
//
//  // 主循环：重复测量并输出距离
//  dis = checkdistance();    // 调用函数测量当前距离
//  Serial.println(dis);      // 通过串口输出距离值（单位：厘米）
//  // 循环会自动重复执行，持续测量并更新距离
//  delay(200);
//  myServo.write(angle);  // 设置舵机角度
//  delay(15);             // 等待舵机转动到位
//  x = digitalRead(keyPin);  // 读取按钮引脚状态
//  Serial.println(x);  // 通过串口输出按钮状态
//  delay(50);  // 延时50毫秒
//  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // 点亮LED
//  Serial.println("LED亮");
//  delay(1000);                  // 等待1秒
//
//  digitalWrite(LED_PIN, LOW);   // 熄灭LED
//  Serial.println("LED灭");
//  delay(1000);                  // 等待1秒
//}
    • @ 2025-6-14 15:36:34

      以下是对该Arduino程序的解析：

      功能概述

      这个程序实现了一个基于Arduino的智能门栏控制系统，具有两种工作模式：

      • 自动感应模式：通过超声波传感器检测距离，当检测到的距离小于等于5厘米时，门栏自动打开（舵机旋转到90度）；当距离大于5厘米时，门栏关闭（舵机旋转到0度）。
      • 手动模式：通过按键控制门栏的开关，按下按键后门栏打开并保持3秒，然后自动关闭。

      代码解析

      程序分为几个主要部分：

      1. 库和变量定义

      #include <IRremote.h>  // 引入红外遥控库
#include <Servo.h>     // 引入舵机控制库

Servo myServo;      // 创建舵机对象
const int servoPin = 9;  // 定义舵机信号引脚
int angle = 0;      // 当前舵机角度值

const int RECV_PIN = 11;  // 定义红外接收引脚
IRrecv irrecv(RECV_PIN);  // 创建红外接收对象
decode_results results;   // 用于存储解码结果的对象

// 定义超声波传感器引脚
const int trigPin = A4;  // 触发引脚，用于发送超声波信号
const int echoPin = A5;  // 回声引脚，用于接收反射的超声波信号

const int keyPin = 2;  // 定义按钮连接的引脚
double dis;  // 存储测量到的距离值
const int LED_PIN = 3;  // 定义LED连接的引脚

      2. 超声波测距函数

      float checkdistance() {
  // 触发超声波发送
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 先将触发引脚拉低，确保状态稳定
  delayMicroseconds(2);          // 保持2微秒
  digitalWrite(trigPin, HIGH);   // 发送10微秒的高电平触发脉冲
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 触发脉冲结束

  // 测量回声时间并计算距离
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;
  delay(10);  // 短暂延时，避免传感器读数冲突
  return distance;  // 返回测量的距离值（厘米）
}

      3. 初始化设置

      void setup() {
  Serial.begin(9600);     // 初始化串口通信
  irrecv.enableIRIn();    // 启用红外接收
  irrecv.blink13(true);   // 启用LED指示（可选）
  Serial.println("等待红外信号...");
  
  // 初始化变量和硬件
  dis = 0;                 // 初始化距离变量
  pinMode(trigPin, OUTPUT);  // 设置触发引脚为输出模式
  pinMode(echoPin, INPUT);   // 设置回声引脚为输入模式
  myServo.attach(servoPin);  // 初始化舵机引脚连接
  pinMode(keyPin, INPUT);    // 将按钮引脚设置为输入模式
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);  // 将LED引脚设置为输出模式
  
  Serial.println("系统初始化完成");
}

      4. 主循环

      int x;  // 存储按钮状态的变量
boolean flag = false;  // false表示自动感应模式，true表示手动模式

void loop() {
  if (flag == false) {  // 自动感应模式
    dis = checkdistance();    // 测量当前距离
    Serial.print("距离: ");
    Serial.print(dis);
    Serial.println(" cm");
    
    if (dis > 5) {
      myServo.write(0);  // 距离大于5厘米，关闭门栏
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // 关闭状态LED常亮
    } else {
      myServo.write(90);  // 距离小于等于5厘米，打开门栏
      // 打开状态LED闪烁
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
      delay(500);
      digitalWrite(LED_PIN, LOW);
      delay(500);
    }
  } else {  // 手动模式
    x = digitalRead(keyPin);  // 读取按钮状态
    
    if (x == HIGH) {  // 按钮被按下
      myServo.write(90);  // 打开门栏
      // 打开状态LED闪烁
      for (int i = 0; i < 6; i++) {  // 3秒内闪烁
        digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
        delay(250);
        digitalWrite(LED_PIN, LOW);
        delay(250);
      }
      myServo.write(0);  // 3秒后关闭门栏
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // 关闭状态LED常亮
    } else {
      myServo.write(0);  // 按钮未按下，保持关闭状态
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // 关闭状态LED常亮
    }
  }

  // 红外遥控模式切换
  if (irrecv.decode(&results)) {  // 尝试解码接收到的信号
    Serial.print("红外按键值: 0x");
    Serial.println(results.value, HEX);  // 以十六进制打印按键值
    
    if (results.value == 0xFF30CF) {  // 红外遥控器1键
      flag = true;  // 切换到手动模式
      Serial.println("切换到手动模式");
    }
    if (results.value == 0xFF18E7) {  // 红外遥控器2键
      flag = false;  // 切换到自动感应模式
      Serial.println("切换到自动感应模式");
    }
    
    irrecv.resume();  // 继续接收下一个信号
  }
  
  delay(20);  // 短暂延时，稳定系统
}

      功能实现说明

      1. 模式切换：通过红外遥控器的1键和2键切换工作模式，系统默认启动为自动感应模式。
      2. 自动感应模式：
        • 超声波传感器持续检测前方距离
        • 距离>5cm时，舵机旋转到0度（门栏关闭），LED常亮
        • 距离≤5cm时，舵机旋转到90度（门栏打开），LED闪烁
      3. 手动模式：
        • 按下按键，舵机旋转到90度（门栏打开），LED开始闪烁
        • 保持3秒后，舵机自动转回0度（门栏关闭），LED恢复常亮
        • 按键未按下时，舵机保持在0度，LED常亮

      评分项对应分析

      1. 器件及器件连接（20分）：程序中正确定义了各器件引脚，符合要求。
      2. 功能实现（80分）：
        • 手动模式舵机控制（10+15分）：通过红外1键切换到手动模式，按键按下时舵机旋转到90度并保持3秒后转回0度，实现完整。
        • 自动感应模式舵机控制（15+15分）：通过红外2键切换到自动模式，根据超声波距离控制舵机角度，逻辑正确。
        • LED闪烁控制（15+10分）：门栏打开时LED闪烁，关闭时LED常亮，符合要求。

      这个程序完整实现了题目要求的所有功能，结构清晰，注释完善，能够正确响应红外遥控指令并根据环境条件控制舵机和LED状态。

      • @ 2025-6-14 15:34:12 
        #include <IRremote.h>  // 引入红外遥控库
#include <Servo.h>  // 引入舵机控制库

Servo myServo;      // 创建舵机对象
const int servoPin = 9;  // 定义信号引脚
int angle = 0;      // 当前角度值

const int RECV_PIN = 11;  // 定义红外接收引脚
IRrecv irrecv(RECV_PIN);  // 创建红外接收对象
decode_results results;   // 用于存储解码结果的对象

// 定义超声波传感器引脚
const int trigPin = A4;  // 触发引脚，用于发送超声波信号
const int echoPin = A5;  // 回声引脚，用于接收反射的超声波信号

const int keyPin = 2;  // 定义按钮连接的引脚
double dis;  // 存储测量到的距离值
const int LED_PIN = 3;  // 定义LED连接的引脚
// 函数：测量距离
float checkdistance() {
  // 触发超声波发送
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 先将触发引脚拉低，确保状态稳定
  delayMicroseconds(2);          // 保持2微秒
  digitalWrite(trigPin, HIGH);   // 发送10微秒的高电平触发脉冲
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 触发脉冲结束

  // 测量回声时间并计算距离
  // pulseIn()函数返回高电平持续时间（微秒），即超声波往返时间
  // 距离计算公式：距离(厘米) = 时间(微秒) / 58.00
  // （声速约340m/s，转换为厘米/微秒：34000/1000000 = 0.034cm/μs
  //  往返距离 = 0.034 * 时间 → 单程距离 = 0.034 * 时间 / 2 ≈ 时间 / 58）
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;
  delay(10);  // 短暂延时，避免传感器读数冲突
  return distance;  // 返回测量的距离值（厘米）
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);     // 初始化串口通信
  irrecv.enableIRIn();    // 启用红外接收
  irrecv.blink13(true);   // 启用LED指示（可选）
  Serial.println("等待红外信号...");
  // 初始化变量和硬件
  dis = 0;                 // 初始化距离变量
  pinMode(trigPin, OUTPUT);  // 设置触发引脚为输出模式
  pinMode(echoPin, INPUT);   // 设置回声引脚为输入模式
  //Serial.begin(9600);        // 初始化串口通信，波特率9600
  myServo.attach(servoPin);  // 初始化舵机引脚连接
  pinMode(keyPin, INPUT);  // 将引脚设置为输入模式
  Serial.println("Hello from Arduino!");  // 提示信息
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);  // 将引脚设置为输出模式
  Serial.println("LED测试开始");
}
int x;  // 存储按钮状态的变量
boolean flag = false;//false就是为自动感应模式
//flag = true就是手动模式
void loop() {
  if (flag == false) {
    dis = checkdistance();    // 调用函数测量当前距离
    Serial.println(dis);      // 通过串口输出距离值（单位：厘米）
    if (dis > 5) {
      myServo.write(0);  // 设置舵机角度
    } else {
      myServo.write(90);  // 设置舵机角度
    }
  } else {
    x = digitalRead(keyPin);
    if (x == true) {
      myServo.write(90);  // 设置舵机角度
      delay(3000);
      myServo.write(0);  // 设置舵机角度
    } else {
      myServo.write(0);  // 设置舵机角度
    }
  }

  if (irrecv.decode(&results)) {  // 尝试解码接收到的信号
    Serial.println(results.value, HEX);  // 以十六进制打印按键值
    if (results.value == 0xFF30cf) {
      flag = true;//就是手动模式
    }
    if (results.value == 0xFF18E7) {
      flag = false;
    }
    irrecv.resume();  // 继续接收下一个信号
  }
  delay(20);
}




//  if (irrecv.decode(&results)) {  // 尝试解码接收到的信号
//    Serial.println(results.value, HEX);  // 以十六进制打印按键值
//    irrecv.resume();  // 继续接收下一个信号
//  }
//  delay(100);  // 短暂延时
//
//  // 主循环：重复测量并输出距离
//  dis = checkdistance();    // 调用函数测量当前距离
//  Serial.println(dis);      // 通过串口输出距离值（单位：厘米）
//  // 循环会自动重复执行，持续测量并更新距离
//  delay(200);
//  myServo.write(angle);  // 设置舵机角度
//  delay(15);             // 等待舵机转动到位
//  x = digitalRead(keyPin);  // 读取按钮引脚状态
//  Serial.println(x);  // 通过串口输出按钮状态
//  delay(50);  // 延时50毫秒
//  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // 点亮LED
//  Serial.println("LED亮");
//  delay(1000);                  // 等待1秒
//
//  digitalWrite(LED_PIN, LOW);   // 熄灭LED
//  Serial.println("LED灭");
//  delay(1000);                  // 等待1秒
//}
        • @ 2025-6-9 19:32:01
          已修改

          准备工作

          #include <IRremote.h>  // 引入红外遥控库
#include <Servo.h>  // 引入舵机控制库

Servo myServo;      // 创建舵机对象
const int servoPin = 9;  // 定义信号引脚
int angle = 0;      // 当前角度值

const int RECV_PIN = 11;  // 定义红外接收引脚
IRrecv irrecv(RECV_PIN);  // 创建红外接收对象
decode_results results;   // 用于存储解码结果的对象
// 定义超声波传感器引脚
const int trigPin = A4;  // 触发引脚，用于发送超声波信号
const int echoPin = A5;  // 回声引脚，用于接收反射的超声波信号
const int keyPin = 2;  // 定义按钮连接的引脚
double dis;  // 存储测量到的距离值
const int LED_PIN = 3;  // 定义LED连接的引脚
// 函数：测量距离
float checkdistance() {
  // 触发超声波发送
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 先将触发引脚拉低，确保状态稳定
  delayMicroseconds(2);          // 保持2微秒
  digitalWrite(trigPin, HIGH);   // 发送10微秒的高电平触发脉冲
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);    // 触发脉冲结束
  
  // 测量回声时间并计算距离
  // pulseIn()函数返回高电平持续时间（微秒），即超声波往返时间
  // 距离计算公式：距离(厘米) = 时间(微秒) / 58.00
  // （声速约340m/s，转换为厘米/微秒：34000/1000000 = 0.034cm/μs
  //  往返距离 = 0.034 * 时间 → 单程距离 = 0.034 * 时间 / 2 ≈ 时间 / 58）
  float distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58.00;
  delay(10);  // 短暂延时，避免传感器读数冲突
  return distance;  // 返回测量的距离值（厘米）
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);     // 初始化串口通信
  irrecv.enableIRIn();    // 启用红外接收
  irrecv.blink13(true);   // 启用LED指示（可选）
  Serial.println("等待红外信号...");
  // 初始化变量和硬件
  dis = 0;                 // 初始化距离变量
  pinMode(trigPin, OUTPUT);  // 设置触发引脚为输出模式
  pinMode(echoPin, INPUT);   // 设置回声引脚为输入模式
  //Serial.begin(9600);        // 初始化串口通信，波特率9600
  myServo.attach(servoPin);  // 初始化舵机连接
  pinMode(keyPin, INPUT);  // 将引脚设置为输入模式
  Serial.println("Hello from Arduino!");  // 提示信息
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);  // 将引脚设置为输出模式
  Serial.println("LED测试开始");
}
int x;  // 存储按钮状态的变量
void loop() {
  if (irrecv.decode(&results)) {  // 尝试解码接收到的信号
    Serial.println(results.value, HEX);  // 以十六进制打印按键值
    irrecv.resume();  // 继续接收下一个信号
  }
  delay(100);  // 短暂延时

  // 主循环：重复测量并输出距离
  dis = checkdistance();    // 调用函数测量当前距离
  Serial.println(dis);      // 通过串口输出距离值（单位：厘米）
  // 循环会自动重复执行，持续测量并更新距离
  delay(200);
  myServo.write(angle);  // 设置舵机角度
  delay(15);             // 等待舵机转动到位
  x = digitalRead(keyPin);  // 读取按钮引脚状态
  Serial.println(x);  // 通过串口输出按钮状态
  delay(50);  // 延时50毫秒
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  // 点亮LED
  Serial.println("LED亮");
  delay(1000);                  // 等待1秒
  
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);   // 熄灭LED
  Serial.println("LED灭");
  delay(1000);                  // 等待1秒
}
          • 1
          436
          已通过
          0
          题解被赞
          1. 关于
          2. 联系我们
          3. 隐私
          4. 服务条款
          5. 版权申诉
          6. Language
          7. 兼容模式
          8. 主题
          4. 在线咨询
          5. Worker 0, 34ms
          6. Powered by Hydro v4.13.3 Community