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<MPU6050_tockn.h>

#include<Wire.h>

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