2016年電子技術項目世賽國賽選拔賽樣題樣卷版硬件設計

1、 2016年中國技能大賽-第44屆世界技能大賽電子技術項目樣卷 A 硬件設計 本項目規(guī)定時間為5(3+2)小時 姓名 ：_場次： _工位號：_第44屆世界技能大賽全國選拔賽電子技術項目大賽組委會模擬電梯電路的設計與裝調(diào)目錄模擬電梯電路的設計與裝調(diào)項目包括下列文檔簡介項目和任務描述硬件設計部分硬件電路原理圖元件清單PCB設計部分焊接、調(diào)試部分簡介本硬件設計項目考察參賽者的以下技能：1.按照給定的原理圖和任務書,使用Altium Designer CAD工具設計產(chǎn)品電路。2.使用Altium Designer CAD工具設計印制電路板。3.焊接、調(diào)試使產(chǎn)品正常運行。項目和任務描述a.電路原理圖設計

2、及印制電路板設計（時間限制3小時）按要求完成四個設計電路，僅能夠使用零件清單里的元件進行設計，并不需要使用清單里的所有元件。運用 Altium Designer CAD 軟件設計設計電路圖和印制電路板。選手不能夠使用模擬工具。完成設計后，選手上交的電子文檔由工作人員用賽場指定U盤進行拷貝及傳遞，設計成果由工作人員打印并有選手確認簽字；b.安裝及調(diào)試硬件設計項目（時間限制2小時）印制電路板組裝，檢測其運行狀態(tài)完成項目后提交所有產(chǎn)品和文件硬件設計部分模擬電梯電路一部分已經(jīng)開發(fā)完畢，請根據(jù)電路設計要求完成四個設計電路。簡介本電路包含了一個 10 層的模擬電梯，7 段數(shù)碼管和 LED 組指示電梯的樓層

3、0 表示地面層，9 表示第九層，你選擇要去往的樓層通過按鈕開關實現(xiàn)，LED 組將以 1Hz 的速度按順序從現(xiàn)有樓層到選擇的樓層順次點亮。 如果選擇的樓層高于現(xiàn)在電梯的樓層，7 段數(shù)字則升位計數(shù)，如果選擇樓層低于現(xiàn)有樓層，7 段數(shù)字則降位計數(shù)。電路方框圖如下：編碼器編碼器鎖存器比較器脈沖發(fā)生器解碼器BCD升/降計數(shù)器LED指示燈數(shù)碼管樓層顯示解碼器圖1 模擬電梯電路模型圖設計 1: 參考圖 1 的框圖，請根據(jù)表 1 內(nèi)容及給出的部分電路圖設計一個 10 輸入的編碼器，僅能夠使用以下元件進行。 可選元件芯片：CD4532（1個），1N4148 二極管（2個），芯片CD4071 （1個）， 電阻（若

4、干）表1SWQ0Q1Q2Q3按下SW10000按下SW21000按下SW30100按下SW41100按下SW50010按下SW61010按下SW70110按下SW81110按下SW90001按下SW101001設計 2：使用一片 NE555芯片設計一個脈沖發(fā)生器，設計1Hz 方波信號輸出電路 。 , 根據(jù)公式確定 R13 、 R14 和 C2 的值 ， T = 0.693 (R13 + 2R14)C2 ) 。 設計 3 ：參考圖 1 的框圖，使用 4069(1EA)和 JK 觸發(fā)器 4027(2EA)設計一個鎖存電路。設計 4 ：參考圖 1 方框圖，使用 74LS85 比較器 IC(1EA)和

5、一個 4510 升/降計數(shù) IC，如按下的樓層數(shù)高于現(xiàn)在的樓層則升 計數(shù)，反之為降計數(shù)。 硬件電路原理圖（總電路圖）元件清單序號名稱型號數(shù)量1CD4532封裝DIP-16124027封裝DIP-16234069 封裝DIP-1414CD4071封裝DIP-14154510封裝DIP-16164028封裝DIP-16174511封裝DIP-161874LS85封裝DIP-1619NE555封裝DIP-81107段數(shù)碼管共陰111金膜電阻330, 1/4W212金膜電阻3.9K, 1/4W213金膜電阻4.7K, 1/4W114金膜電阻10K, 1/4W115金膜電阻56K, 1/4W116金膜電

6、阻100K, 1/4W117排阻1K, 5-pin118排阻1K, 7-pin119二極管1N4148220電解電容10uF/16V121輕觸按鍵TS-11051022發(fā)光二極管333HD(Red)1023管座DIP-14124管座DIP-16725接線端子CLL5.08-2P1 PCB設計部分單層 PCB，尺寸為160*100mm。所有信號線寬要大于等于0.3mm，電源線線寬大于等于0.5mm，安全距離要大于等于0.3mm。按圖2完成以下元件布局：FND1, LED1LED10，SW0-SW10,P1及芯片相對參考位置如圖2，參賽者自行布局其余元件。參賽者必須按元件清單中的元件設計PCB。布

7、線后進行淚滴處理。布線層（底層）實體敷銅，無網(wǎng)絡死銅不刪除。圖2 PCB布置圖焊接、調(diào)試部分操作檢查表序號目前狀態(tài)裁判簽字1按下不同的鍵值，檢查各輸出的電壓是否與對應的電壓值一致。（見表1）SW按下輸出（V）5Q0Q1Q2Q3SW10000SW25000SW30500SW45500SW50050SW65050SW70550SW85550SW90005SW1050052 檢測NE55芯片3管腳輸出波形是否正確。（1Hz方波信號），并將測試的信號記錄到波形記錄表中。3按下SW9觀察LED的點亮是否從LED1到LED9順次點亮，數(shù)碼管顯示相對應的層數(shù)。4在步驟3的基礎上按下SW4，觀察數(shù)碼管的狀態(tài)是降位計數(shù)。用示波器觀察NE555芯