1、2020年江蘇省職業(yè)院校技能大賽電子電路裝調(diào)與應(yīng)用項(xiàng)目任務(wù)書（樣題）選手工位號(hào) _工作任務(wù)與要求請您在4小時(shí)內(nèi)，完成四個(gè)部分工作任務(wù)，具體工作任務(wù)和要求如下：1.完成平板姿態(tài)傳感電路的裝配、檢測與調(diào)試。2.依托multisim 14和參考文檔，完成指定電路板的故障分析和檢修。3.使用裝配電路、MyDAQ連接成平板姿態(tài)感知系統(tǒng)；利用Labview2015完成系統(tǒng)控制界面制作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的功能驗(yàn)證和參數(shù)測試記錄。4.利用Altium Designer10軟件完成指定電路的印制電路板設(shè)計(jì)。以上任務(wù)，除現(xiàn)場作品以外，請其余記錄在計(jì)算機(jī)D盤根目錄下，“Z+工位號(hào)作品”文件夾內(nèi)，包括答題卡文檔，并請復(fù)制到

2、賽場發(fā)放的U盤中，裁判將依據(jù)現(xiàn)場電路板作品和上交的U盤文檔進(jìn)行評(píng)分。空白的答題卡文檔在賽場發(fā)放的U盤參考文件夾內(nèi)。任務(wù)一 平板姿態(tài)傳感電路的裝配與調(diào)試 (20分)根據(jù)圖8所示原理圖、圖7所示裝配圖和表1所示元器件表，正確選取元器件，準(zhǔn)確地焊接在賽場提供的印制線路板上。（中職組10分）（教師組6分）焊接要求：在印制電路板上所焊接的電子元器件的焊點(diǎn)大小適中、光滑、圓潤、干凈，無毛刺；位置正確；無漏、假、虛、連焊。引腳加工尺寸及成形符合工藝要求，導(dǎo)線長度、剝線頭長度符合工藝要求，芯線完好，捻線頭鍍錫。其中包括：貼片元器件焊接和直插元器件焊接。裝配要求：元器件焊接安裝無錯(cuò)漏；線路板上插件位置正確，接插

3、件、緊固件安裝可靠牢固；元器件、導(dǎo)線安裝及元器件上字符標(biāo)示方向均應(yīng)符合工藝要求；線路板和元器件無燙傷和劃傷，整機(jī)清潔無污物。平板姿態(tài)傳感，當(dāng)前常見的方案是采購專用加速度傳感器芯片，體積小，應(yīng)用也成熟了。比如自控飛行器的飛行控制等等。DZ181206電路采用的方案，也是部分集成加速度傳感器采用的原理，只是材料工藝結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，使得集成芯片體積小功耗小，使用方便。基本原理，是利用在重力作用下，加熱氣體的對(duì)流作用，是垂直向上的，如果在一個(gè)熱源的上方，均等地布置四個(gè)熱敏電阻，平板平放時(shí)，四個(gè)熱敏電阻受到同樣的對(duì)流空氣加熱，溫度相同，表明平板是水平放置的。見下圖，如果平板有所傾斜，對(duì)流氣體就會(huì)偏

4、向左邊或右邊，使其相應(yīng)溫度升高。只要我們檢測到這個(gè)溫度的變化，進(jìn)行分析計(jì)算，就可以了解平板的姿態(tài)。本電路采用電阻通電加熱用作熱源。最大功率5瓦，這個(gè)電阻裝配的時(shí)候需要注意不要緊貼電路板，需要懸空5毫米裝配。采用開關(guān)電源給熱源電阻供電，有一個(gè)熱敏電阻布置在熱源電阻上，用于測量溫度，防止太熱。過熱時(shí)，熱敏電阻阻值減小，使得比較器輸出電平為高，過熱指示燈亮，開關(guān)電源停止工作。通過電位器可以調(diào)節(jié)過熱保護(hù)的電壓，也就是過熱保護(hù)的溫度可以通過電位器設(shè)置。四個(gè)均衡布置的熱敏電阻，其輸出電壓經(jīng)過緩沖以后，進(jìn)行差分放大，再進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行采樣，以串口報(bào)告數(shù)據(jù)。通過串口送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和計(jì)算。串口通信格式，960

5、0波特，8+1，無校驗(yàn)。計(jì)算機(jī)上通過串口調(diào)試助手可以讀取數(shù)據(jù)。按鈕和一位數(shù)碼管用于選擇工作模式，選擇單片機(jī)ADC采集的數(shù)據(jù)通道。一共模式0模式2三種工作方式。模式0，CC0高，CC1高，測量和記錄兩路溫度差信號(hào)，此時(shí)應(yīng)放平平板，數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)。這是校正模式。模式1，CC0高，CC1高，測量記錄，發(fā)送數(shù)據(jù)。這是姿態(tài)傳感模式。模式2，CC0低，CC1低，測量記錄，發(fā)送數(shù)據(jù)。這是溫度測量模式，測量熱源溫度和環(huán)境溫度。現(xiàn)場發(fā)放的U盤的參考文件夾中，有串口調(diào)試助手程序，也有串口調(diào)試助手的使用說明。波形測量記錄(中職組10分)（教師組9分）在下發(fā)的U盤參考文件夾中，有電子電路裝調(diào)與應(yīng)用項(xiàng)目答題卡的文檔，選手

6、需在答題卡文檔中作答。示波器的圖形文件，可以粘貼在答題卡中對(duì)應(yīng)的位置。（1）電路工作在模式0，使用雙蹤示波器，測量記錄JP17和JP18引腳信號(hào)。（2）電路工作在模式1，使用示波器，測量記錄JP15電壓信號(hào)。（3）電路工作在模式2，使用示波器，測量記錄TXD電壓前六個(gè)波形。任務(wù)二 電路板的故障分析和檢修（20分）DZ190302為包含音頻信號(hào)源的音頻功率放大電路，U4B及外圍電路構(gòu)成信號(hào)源電路，兩個(gè)二極管的非線性特性用于反饋電路，可以穩(wěn)定振蕩器幅度，改善波形。U4A以及外部電路構(gòu)成功率放大電路，二極管可以給功放管一定的偏置電壓，減小交越失真。調(diào)節(jié)電位器，可以調(diào)節(jié)本地信號(hào)的幅度，通過J2，可以放

7、大外部輸入信號(hào)。在負(fù)載電阻為30歐姆條件下，要求本電路輸出幅度可以達(dá)到12伏峰峰值輸出。圖1故障電路板電路原理圖圖2 電路電路板元件布局圖圖3電路部分仿真電路根據(jù)圖3電路，再補(bǔ)充部分仿真源，模擬功率放大器的工作，在multisim仿真環(huán)境進(jìn)行部分電路的仿真，截圖表示其結(jié)果。U1=50mV,10kHz,U2=0 時(shí)仿真電路及顯示結(jié)果截圖（3分）U1=50mV,10kHz,U2=2V,3kHz時(shí)仿真電路及顯示結(jié)果截圖（3分）故障排除記錄(8分)故障現(xiàn)象故障點(diǎn)故障排除方法故障排除后現(xiàn)象記錄電路參數(shù)(6分)故障排除后，正確連接電路，并將現(xiàn)場發(fā)放的30歐姆電阻，焊接在輸出端（JP3、JP4可以用），使用

8、現(xiàn)場通用儀器儀表，測量記錄DZ190302電路板的相關(guān)信息，截圖，粘貼在答題卡中對(duì)應(yīng)的位置。（1）調(diào)節(jié)電位器，使得輸出電壓峰峰值=1V，雙蹤示波器測量JP2、JP3信號(hào)，截圖。（2）保持上節(jié)電位器位置，J2輸入200Hz，0.2Vpp信號(hào)，測量JP3信號(hào)，截圖。（3）保持上節(jié)電位器位置，J2輸入200Hz，5Vpp信號(hào)，測量JP3信號(hào)，截圖。任務(wù)三 電子電路應(yīng)用系統(tǒng)搭建與控制（中職組35分）（教師組40分）平板姿態(tài)感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試一、 完成平板姿態(tài)感知系統(tǒng)連接（10分）。系統(tǒng)框圖如圖4所示 圖4 平板姿態(tài)感知系統(tǒng)框圖計(jì)算機(jī)上使用串口調(diào)試程序，（參考文件夾內(nèi)有，使用USB轉(zhuǎn)TTL串口，如果系統(tǒng)

9、中需要驅(qū)動(dòng)支持，可自行安裝）。平板姿態(tài)傳感電路板放平在臺(tái)面上，使用紙杯倒扣在熱源及傳感器上方。調(diào)節(jié)熱源保護(hù)控制溫度，使得熱源溫度不要太高。1. 記錄1206電路板上電時(shí)候數(shù)碼管顯示內(nèi)容。（2分）2. 記錄模式0時(shí)串口接收到的內(nèi)容，截圖。（2分）3. 記錄模式1時(shí)串口接收到的內(nèi)容，截圖。（2分）4. 記錄模式1時(shí)，左邊電路板抬高20厘米時(shí)串口接收到內(nèi)容的截圖。（2分）5. 記錄模式2時(shí)串口接收到的數(shù)據(jù)，記錄時(shí)間不小于20秒。截圖。（2分）二、 利用Labview2015完成平板姿態(tài)感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)。控制界面如圖5所示；圖5控制界面采用數(shù)據(jù)采集卡myDAQ采集DZ181206電路中ADC0、ADC1的

10、電壓值，同時(shí)，采集電路板上的通道控制信號(hào)，CC0、CC1，以及熱源工作指示JP1。分別使用MYDAQ設(shè)備的AI0,AI1,DI0,DI1,DI2端口。系統(tǒng)要求1. 顯示MYDAQ設(shè)備采集的電路板ADC0電壓，單位mV。代表X軸。2. 顯示MYDAQ設(shè)備采集的電路板ADC1電壓，單位mV。代表Y軸。3. MYDAQ設(shè)備采集電路板上CC0信號(hào)，和CC1信號(hào)，雙色顯示，亮色表示高電平。4. MYDAQ設(shè)備采集電路板上JP1信號(hào)，高代表熱源停止加熱，雙色顯示，亮色表示加熱。5. 點(diǎn)擊校正按鈕時(shí)，系統(tǒng)記錄下X和Y兩軸的數(shù)值，作為零點(diǎn)，以后顯示的數(shù)值應(yīng)減去零點(diǎn)。6. 利用熱敏電阻的公式，計(jì)算熱源溫度和環(huán)境

11、溫度，并顯示。7. 模式1時(shí)，溫度顯示0度，模式2時(shí)，XY軸顯示0mV。1. 完成界面設(shè)計(jì)，并截圖（7分）系統(tǒng)界面截圖2. 操作控制過程截圖（中職組10分）（教師組15分）電路板工作在模式0時(shí)的控制界面截圖，注意需要連同串口調(diào)試助手接收界面在一個(gè)畫面內(nèi)。電路板工作在模式1時(shí)，（預(yù)先在模式0進(jìn)行過校正）將板子右邊抬起大約20毫米，30秒后進(jìn)行界面截圖，注意需要連同串口調(diào)試助手接收界面在一個(gè)畫面內(nèi)。電路板工作在模式2時(shí)，測量記錄在剛好停止加熱時(shí)的控制界面截圖，連同串口調(diào)試助手接收界面在一個(gè)畫面內(nèi)。3. 使用儀表板截圖（8分）使用MYDAQ采集卡和儀表板，測量DZ181206電路板參數(shù)，并截圖。電路

12、板工作在模式1時(shí)，使用電壓表測量JP3的電壓，并截圖（4分）電路板工作在模式1時(shí)，使用電壓表測量JP17的電壓波形，并截圖（4分）任務(wù)四 印制電路板設(shè)計(jì)（15分）要求：1 考生在D盤根目錄下建立一個(gè)文件夾。文件夾名稱為Z+工位號(hào)。2 根據(jù)參考文件提供的電路圖和電路板文件，制作自己的電路圖符號(hào)庫和封裝庫，并使用自己的符號(hào)庫和封裝庫完成后面的工作。(1分)3 在自己的符號(hào)庫和封裝庫中，設(shè)計(jì)LM324A和FJ5161AH的符號(hào)和他們的封裝(2分)。使用封裝名稱分別為SOP-14A和LED8x1。4 利用參考文件夾中提供的平板姿態(tài)傳感電路原理圖文件，根據(jù)圖6完成繪制。（3分）要求：在原理圖上標(biāo)注元器件

13、位號(hào)、參數(shù)，在原理圖下方注明自己的工位號(hào)。5 根據(jù)設(shè)計(jì)完成的電路原理圖，設(shè)計(jì)PCB印制電路板圖。（9分）要求：（1）在機(jī)械層繪制電路板的物理邊界，尺寸：80mm×140mm。（2）四個(gè)固定孔尺寸；孔徑3mm，孔中心距離板子邊2.5mm。（3）左下角為原點(diǎn)，熱源R30放在坐標(biāo)（40mm，40mm）處，四個(gè)熱敏電阻距離熱源20mm放置。（4）以熱源為中心，在頂層絲印層畫一個(gè)圓，半徑30mm。線寬0.2mm。（5）除了熱源電阻，其他可能發(fā)熱的元器件盡可能遠(yuǎn)離這幾個(gè)熱敏電阻。（6）一般布線間隙0.2mm。布線線寬0.2mm，電源相關(guān)導(dǎo)線和輸出線線寬0.6mm。（7）雙面敷銅接地，敷銅間隙0.

14、4mm。（8）在電路板上部外側(cè)注明自己的工位號(hào)。圖6圖7 DZ181206電路板裝配圖裝配注意事項(xiàng)排故板DZ190302電路板的電位器和接線端子需要自己焊接裝配。DZ181206電路板，熱源電阻裝配距離電路板5毫米高。熱源溫度傳感熱敏電阻，應(yīng)緊貼熱源電阻裝配。四路傳感熱敏電阻，焊接裝配高度應(yīng)該在20毫米，直立在電路板上。這樣，當(dāng)電路板平放時(shí)，熱源對(duì)于四個(gè)熱敏電阻的機(jī)會(huì)是對(duì)稱的。調(diào)試注意事項(xiàng)通電以后，熱源電阻有電升溫。單片機(jī)數(shù)碼管自檢以后等候按鍵。按鍵0模式，記錄當(dāng)前兩路信號(hào)差分?jǐn)?shù)值，并通過串口發(fā)送當(dāng)前數(shù)據(jù)；模式1，測量兩個(gè)差分?jǐn)?shù)值，通過串口發(fā)送；模式2，測量熱源溫度和環(huán)境溫度，并通過串口發(fā)送。熱源溫度過熱保護(hù)電路，可以調(diào)節(jié)到50度左右。當(dāng)前單片機(jī)內(nèi)對(duì)于溫度的計(jì)算并不