一、工作任务要求。
请你在四个半小时内，使用 yl-236 型单片机控制实训考核装置制作完成热水**系统模拟装置，具体工作任务和要求如下：
1. 根据热水**系统的相关说明和工作要求，正确选用需要的控制模块和元器件，系统策划热水**系统模拟装置制作的工作过程，完成与制作过程相关的工作计划书上所涉及的有关知识答题。
2. 根据工作任务及其要求，合理确定各模块的摆放位置，按照相关工艺规范连接热水**系统模拟装置的硬件电路。
3. 根据工作任务及其要求，编写热水**系统模拟装置的控制程序，存放在“d”盘以工位号命名的文件夹内。
4. 请先检测和调整机械手装置，然后调试你编写的程序，完成热水**系统模拟装置规定的任务要求，最后将编译通过的程序“烧入”单片机中。
二、热水**系统的相关说明。
一） 热水**系统的组成与功能简述。
热水**系统的结构如图1所示。系统由三部分组成：控制部分、加热部分和用水计量部分。
控制部分由相关控制按钮、液晶显示器、数码管显示器和相关指示灯等部分组成，其主要功能有：控制炉内水加热的开始、暂停或继续，预设热水温度，指示热水温度和炉内水量等信息。加热部分由燃炉、加热炉、水量检测、温度检测，燃料以及运送燃料的机械手等部分组成，其主要功能是：
在控制部分指挥下使用机械手把燃料运到燃炉加热炉内的水，同时将水温、水量等信息传递给控制部分。用水计量部分的主要器件是每个出水管的水表，由水表计量每个出水口的用水量，并通过转换能查询到每个用户对应的用水费。
二）热水**模拟装置的组成模块及相关说明。
系统使用yl-236型单片机控制实训考核装置来模拟制作，具体要求如下：
1．数码管显示：使用8 位数码管显示器，其各位的显示内容与显示位置对应关系如表1所示。
图1 热水**系统结构示意图。
表1 数码管显示器各位显示内容。
2．液晶显示：使用128x64液晶显示模块，显示各水表的计量信息。
3．功能按键：使用指令模块中的独立按键。7 个按键从左至右分别设置为“开始”键、“停止”键、“暂停/继续”键、“确认”键、“水量/水费”键、设置温度“+”键和设置温度“—”键。
4．功能指示灯：使用显示模块的4个led灯。指示灯从左至右分别设置为：
电源指示灯，进水指示灯，加热指示灯和报警指示灯。
5．燃料运送机构：使用yl-g001型智能物料搬运装置，如图2所示。其中工位。
一、工位。二、工位三下方为模拟燃料放置区，工位三上方为模拟燃料入口处。
图 2 燃料运送机构结构示意图。
7．水温指示：使用步进电机模块模拟指针式温度计，指示炉内实时水温值。
步进电机每走1mm代表温度变化0.5℃。例如：炉内水温为50℃，则步进电机指针应指示到100mm标尺处。
8．储水量检测：使用adc/dac模块(即mcu07模块)上电压源的电压来模拟水量检测传感器的检测输出电压值。使用时，手动调节调压电位器得到某一输出电压值，模拟水量检测传感器在该水量时的输出电压。
设加热炉的最大储水量为280 升，储水量与水量检测传感器的输出电压之间的关系如表2所示（注：**中储水量与电压相邻两点之间可看做线性关系）。
表 2储水量与水量传感器输出电压关系表。
9．用水计量：分别使用4×4 行列键盘中的三个按键来模拟三个用户的脉冲式水表，按键位置如图3所示。每按相应的按键一次，表示该用户的用水量增加3升。
图3 模拟水表按键位置图。
三、热水**控制系统的制作要求。
一） 系统初始化。
系统上电后进行初始化，各部分初始状态要求如下：
1．电源指示灯亮，其余指示灯熄灭。
2．数码管显示器各位实时显示内容如表3所示，炉内水量的检测刷新速度应不低于0.5s(秒)。
表3数码管显示器初始化各位显示内容。
注：上表中xxx 代表炉内实际水量（单位为升，按照四舍五入原则保留至个位），通过手动调节mcu07模块上电位器旋钮使输出电压为1.25v时，转换得到对应水量初始值在数码管ds7、ds6、ds5 位显示为050（即50升），水量增减与传感器输出电压值分段符合线性关系（与表2 对应）。
数码管ds3、ds2位显示的yy 为温度传感器检测到的当前室温值（℃）数码管ds1、ds0 位显示的zz为水温预设初始值25（即25℃）。ds4位一直显示l。
3．液晶显示的初始界面如图4所示：
图4 液晶显示初始界面。
注：液晶所有字体必须使用12x16 宋体显示，标点符号和数字符号均使用全角字符。
4．步进电机指针指示在50mm处（相当于炉内水温为25℃）。
5．机械手初始化操作：使用前请调整机械手的功能，排除故障，使其能正常工作。在机械手正常工作的前提下，系统控制机械手复位至工位二正上方，手爪处于放松状态。
调整时请在工作记录单上做好调整工作记录。如果不能排除相应的故障，为不影响后续任务，请填写请求技术支持报告单，并举手示意，经裁判同意后，可得到技术人员的帮助，排除故障。
二） 系统运行要求。
1．热水加热温度设置。
预设的水温值范围应在“25℃-50℃”之间变化，否则系统无法进行下一步工作。使用“+”或“－”键预设热水温度值，每按一次“+”或“－”键，数码管显示的预设热水温度值加4℃或减1℃。当设定的水温值达到53℃后再按“+”键，“+键失效，然后按“－”达到规定的预设温度值；若设定水温值为25℃后再按“－”键，“－键失效，设定的水温值仍为25℃。
2．水加热。
在满足“25℃≤预设热水温度值≤50℃”的条件下，按下“开始”按键，系统进入下面的水加热流程。
2.1 进水：根据数码管显示的炉内实时水量，系统进入进水作业工作流程。
手动调节电压源，按表2关系模拟加热炉进水，进水指示灯点亮。当调节电压源电位器使数码管显示的进水量超过200 升时，进水指示灯闪烁，直到微调电压源电位器使炉内水量为200升时为止。
此过程中，若按下“暂停/继续”按键，进水暂停，手动调节电压源时数码管显示的实际水量不变（即调节电压源进水无效），进水指示灯灭；如再次按下此按键，进水指示灯亮，进水继续。
2.2 投放燃料和温度显示。
2.2.1 投放燃料：当炉内水量为200升时，按下“确认”按键后，系统进入投放燃料状态。
其中燃料共有三种类型：高燃烧值燃料为黑色燃料（用黑球代替），设：一包黑色燃料能使50升水温度升高36℃；中燃烧值燃料为黄色燃料（用黄球代替），设：
一包黄色燃料能使50升水温度升高16℃；低燃烧值燃料为白色燃料（用白球代替），设：一包白色燃料能使50升水温度升高4℃。注：
燃料燃烧升温与水量多少可看做线性关系，例如：如果使用一包黑色燃料加热100 升水，则只能使其升高18℃。
三种燃料随机放置在燃料放置区，机械手每搬运走一包燃料后由工位三下方自动补充相同的燃料进来（小球从工位三上方滚落到工位三下方模拟自动补充燃料过程），保证燃料放置区三种燃料每种只有一包。
水温初始值为25℃、预设加热水温50℃、当前炉内水量为200升，系统控制机械手智能判别投放燃料的种类和数量，并用最简的步骤去工位一或工位二搬运合适的燃料投放到工位三上方的燃料入口。注：最简的步骤就是使机械手搬运燃料的次数最少。
投放燃料过程中若按下“暂停/继续”按键，机械手应立即暂停当前动作，再次按下此按键，机械手继续原来的投放燃料操作，直至水温升到设定的温度值。
2.2.2 加热和热水温度指示。
机械手投放燃料开始，加热指示灯点亮作加热指示，步进电机指针指示位置__应和投放燃料后炉内达到的水温值相对应。当炉内水温达到预设值时，步进电机指针停止移动，加热指示灯熄灭，一次加热过程结束，直至下一轮运送燃料开始。
3. led报警指示。
任何情况下，若炉内水量低于40升，报警指示灯以0.5s的间隔闪烁报警，此时用户不能用水，代表用户水表的按键失效。若炉内水量高于240 升，报警指示灯以0.2s的间隔闪烁报警。
若进燃料时燃料区无燃料，则报警指示灯以0.5s 的间隔闪烁报警，有燃料时自动停止报警。
4．用水量和水费显示。
每按下表示水表的按键一次，表示该户的用水量增加3升，用户的用水量在液晶显示器相应的位置显示出来，显示界面如图4所示。注：用户用水过程中，数码管实时显示的炉内水量与电压源的电压大小无关，炉内的剩余水量与各用户的用水量之和应恒为200升。
注：模拟水表的三个按键应既能单独按下又能同时按下，即三个用户可分别用水和同时用水；当按下“水量/水费”按键，则由用水量显示界面转换到水费显示界面，如图5 所示。其中，设热水的**为每升0.
05 元，图中“００元”应把实际用水量转换成相对应的用水费用金额。例如，1号表用水量为300升，则水费为15.00元。
图5水费显示界面。
5. 一次加热过程结束后，系统等待再次按下“开始”按键，系统能重复上述步骤。
6. 系统停止。按下“停止”按键，系统停止工作，只有电源指示灯亮。
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