2017年全国大学生电子设计竞赛滚球控制系统设计

题目如下：

一、任务

在边长为 65cm 光滑的正方形平板上均匀分布 着 9 个外径 3cm 的圆形区域，其编号分别为 1～9 号，位置如图 1 所示。设计一控制系统，通过控制 平板的倾斜，使直径不大于 2.5cm 的小球能够按照 指定的要求在平板上完成各种动作，并从动作开始 计时并显示，单位为秒。

二、要求

1.基本部分

图 1 平板位置分布示意图

（1） 将小球放置在区域 2，控制使小球在区域内停留不少于 5 秒。

（2） 在 15 秒内，控制小球从区域 1 进入区域 5，在区域 5 停留不少于 2 秒。

（3） 控制小球从区域1进入区域4，在 区域4停留不少于2秒；然后再进入区域5， 小球在区域 5 停留不少于 2 秒。完成以上两个动作总时间不超过 20 秒。 （

4） 在 30 秒内，控制小球从区域 1 进入区域 9，且在区域 9 停留不少于 2 秒。

2.发挥部分

（1） 在 40 秒内，控制小球从区域 1 出发，先后进入区域 2、区域 6，停止于区域 9，在区域 9 中停留时间不少于 2 秒。

（2） 在 40 秒内，控制小球从区域 A 出发、先后进入区域 B、区域 C，停止于区 域 D；测试现场用键盘依次设置区域编号 A、B、C、D，控制小球完成动作。

（3） 小球从区域 4 出发，作环绕区域 5 的运动（不进入），运动不少于 3 周后停止 于区域 9，且保持不少于 2 秒。

（4） 其他。

三、说明

1. 系统结构要求与说明

（1） 平板的长宽不得大于图 1 中标注尺寸；1～9 号圆形区域外径为 3cm，相邻两 个区域中心距为 20cm；1～9 区域内可选择加工外径不超过 3cm 的凹陷； （2） 平板及 1-9 号圆形区域的颜色可自行决定； （3） 自行设计平板的支撑（或悬挂）结构，选择执行机构，但不得使用商品化产 品；检测小球运动的方式不限；若平板机构上无自制电路，则无需密封包装， 可随身携带至测试现场； （4） 平板可采用木质（细木工板、多层夹板）、金属、有机玻璃、硬塑料等材质， 其表面应平滑，不得敷设其他材料，且边缘无凸起； （5） 小球需采用坚硬、均匀材质，小球直径不大于 2.5cm； （6） 控制运动过程中，除自身重力、平板支撑力及摩擦力外，小球不应受到任何 外力的作用。

2. 测试要求与说明

（1） 每项运动开始时，用手将小球放置在起始位置； （2） 运动过程中，小球进入指定区域是指小球投影与实心圆形区域有交叠；小球 停留在指定区域是指小球边缘不出区域虚线界；小球进入非指定区域是指小 球投影与实心圆形区域有交叠； （3） 运动中小球进入非指定区域将扣分；在指定区域未能停留指定的时间将扣分； 每项动作应在限定时间内完成，超时将扣分； （4） 测试过程中，小球在规定动作完成前滑离平板视为失败；

在2017年的暑假李，我和我的队友经过三天三夜的努力，基本把全部功能都实现了。控制核心是k60单片机，还有一个红外对管。红外对管是实时显示小球的位置，k60是调节pid，使小球能够按规定动作完成，最终我们的设计获得省三等奖。

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