2023年全省職業(yè)院校技能大賽電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制作樣卷C

2023年甘肅省職業(yè)院校技能大賽電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制作賽項(xiàng)樣卷3選手工位號(hào)_________________________________________________________________________工作任務(wù)與要求參賽選手需要在4小時(shí)內(nèi)，完成三部分工作任務(wù)，具體工作任務(wù)和要求如下：任務(wù)一：根據(jù)賽題所給的電路原理圖和印刷線路板約束條件，利用AltiumDesigner軟件繪制印刷線路板圖；任務(wù)二：完成指定電子產(chǎn)品的的裝配、檢測(cè)與調(diào)試；任務(wù)三：按照賽題要求，完成程序編寫工作。以上任務(wù)，除現(xiàn)場(chǎng)作品以外，請(qǐng)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)，并請(qǐng)復(fù)制到賽場(chǎng)發(fā)放的U盤中，裁判將依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電路板作品和上交的U盤文檔進(jìn)行評(píng)分。任務(wù)一印制電路板設(shè)計(jì)與建庫(kù)（17分）根據(jù)賽場(chǎng)給出的原理圖文件，要求選手在該目錄下建立以“DZ-xx-xx”（第一個(gè)xx，2位數(shù)字，即競(jìng)賽隊(duì)的場(chǎng)次；第二個(gè)xx，2位數(shù)字，即競(jìng)賽隊(duì)工位號(hào)）命名的文件夾，用于存放下面任務(wù)中完成的文件，產(chǎn)生的PCB各類文件命名為“類型名＋場(chǎng)次＋工位號(hào)”。1、創(chuàng)建元件庫(kù)（5分）使用AltiumDesigner軟件新建PCB封裝庫(kù)。完成自復(fù)位按鍵元件的PCB封裝制作，元件封裝參數(shù)如圖1所示。（比賽時(shí)裁判會(huì)對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整）要求：（1）焊盤的水平間距：5.0mm；焊盤的垂直間距：12mm。（2）焊盤HoleSize：1mm；X-Size：3mm；Y-Size：3mm。圖1自復(fù)位按鍵元件封裝參數(shù)示意圖2、設(shè)計(jì)電路板（12分）根據(jù)題目給出的原理圖，應(yīng)用AltiumDesigner軟件完單片機(jī)C8051F340—AT89C51轉(zhuǎn)換接口電路的PCB設(shè)計(jì)。主要包括比賽指定型號(hào)的單片機(jī)、JTAG調(diào)試接口、5V/3.3V轉(zhuǎn)換電路三個(gè)電路模塊，將TQFP-48封裝的C8051F340，加上Header5X2H封裝的JTAG調(diào)試端口及5V/3.3V轉(zhuǎn)換電路，要求所設(shè)計(jì)的PCB完成制做后能插入到比賽指定封裝的插座中。電路原理圖2所示，具體單片機(jī)封裝參數(shù)如圖3所示。要求：（1）電路板尺寸不大于22x55mm（寬X高），在PCB板中標(biāo)出實(shí)際繪制區(qū)域尺寸（寬X高）；（2）信號(hào)線寬0.127mm，VCC線寬0.254mm，GND；線寬0.254mm；（3）最小間隙：0.2mm，最小通徑：0.8mm和0,3mm的孔；（4）在絲印層做標(biāo)識(shí)：在P1、P2連接插件對(duì)應(yīng)位置標(biāo)出+5V、GND。在JTAG調(diào)試端口對(duì)應(yīng)位置標(biāo)出+3.3V。在PCB電路板邊界外側(cè)注明自己的工位號(hào)。注意：此處參數(shù)為格式模板，比賽中使用的具體參數(shù)，將由裁判確認(rèn)。圖2C8051F340—AT89C51轉(zhuǎn)換電路圖3AT89C51單片機(jī)DIP40引腳封裝尺寸任務(wù)二電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試（45分）一、某型號(hào)電子時(shí)鐘的裝配和調(diào)試（15分）根據(jù)賽場(chǎng)給出電路原理圖，PCB版圖和元器件列表，正確選取元器件，準(zhǔn)確地焊接在賽場(chǎng)提供的印制電路板上，實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘功能。焊接要求：焊接任務(wù)包括貼片元器件焊接和直插元器件焊接。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(rùn)、干凈，無(wú)毛刺；位置正確；無(wú)漏、假、虛、連焊。引腳加工尺寸及成形符合工藝要求，導(dǎo)線長(zhǎng)度、剝線頭長(zhǎng)度符合工藝要求，芯線完好，捻線頭鍍錫。裝配要求：元器件焊接安裝無(wú)錯(cuò)漏；線路板上插件位置正確，接插件、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(wú)燙傷和劃傷，整機(jī)清潔無(wú)污物。該電子時(shí)鐘，以某型單片機(jī)為核心（單片機(jī)程序已寫入），系統(tǒng)由四大模塊組成：主控模塊、循環(huán)模塊、顯示模塊和電源模塊。調(diào)試要求：1.電子時(shí)鐘上電以后，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示功能。2.電子時(shí)鐘各按鍵使用正常，并按照要求可實(shí)例如時(shí)間調(diào)整、鬧鐘設(shè)置等功能。二、某型號(hào)傳感器電路板的安裝調(diào)試（20分）根據(jù)賽場(chǎng)給出電路原理圖，PCB版圖和元器件列表，正確選取元器件，準(zhǔn)確的焊接在賽場(chǎng)提供的印制電路板上。焊接要求：焊接任務(wù)包括貼片元器件焊接和直插元器件焊接。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(rùn)、干凈，無(wú)毛刺；位置正確；無(wú)漏、假、虛、連焊。引腳加工尺寸及成形符合工藝要求，導(dǎo)線長(zhǎng)度、剝線頭長(zhǎng)度符合工藝要求，芯線完好。裝配要求：元器件焊接安裝無(wú)錯(cuò)漏；線路板上插件位置正確，接插件、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(wú)燙傷和劃傷，整機(jī)清潔無(wú)污物。該電路板為接近傳感器的一部分，它和方向處理器協(xié)同工作，當(dāng)物體掠過它的時(shí)候，會(huì)根據(jù)該物體移動(dòng)的方向從顯示屏上輸出正反方向圖形，也可輸出錯(cuò)誤信號(hào)，當(dāng)傳感器有問題，連線短/斷路，傳感器故障都會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)，同時(shí)會(huì)觸發(fā)輸出報(bào)警。調(diào)試要求：1、將裝配好的電路板連接到金屬傳感器其他部分后開機(jī)，傳感器可正常工作。2、使用一個(gè)金屬物體作為測(cè)試物。改變測(cè)試物與傳感器距離后，傳感器顯示屏可以顯示出測(cè)試物與傳感器距離的變化情況。三、電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證（10分）NE555定時(shí)器是一種應(yīng)用極為廣泛的中規(guī)模集成電路，該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制和檢測(cè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的元器件和材料，自行設(shè)計(jì)電路原理圖，在萬(wàn)能板上搭建電路，完成以下功能。1.利用三端穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)輸出5V電源；2.利用NE555定時(shí)器設(shè)計(jì)多諧振蕩器電路，輸出指定頻率的波形信號(hào)。任務(wù)三編程（30分）要求：比賽選手編寫程序，驅(qū)動(dòng)以STM32單片為核心的某電路模塊，實(shí)現(xiàn)具體功能。該電路模塊由STM32F103C8T6單片機(jī)、HC-SR04超聲波傳感器、4位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示、按鍵電路、蜂鳴器、發(fā)光二極管和繼電器等部分組合而成。采用STM32F103C8T6最小系統(tǒng)板。數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示超聲波測(cè)到的距離。當(dāng)超聲波測(cè)出的實(shí)際距離小于設(shè)定的報(bào)警距離時(shí)就會(huì)使得蜂鳴器和發(fā)光二極管發(fā)出聲光報(bào)警。可設(shè)置報(bào)警距離，按下設(shè)置鍵后，再按加減鍵就可以修改報(bào)警距離。按鍵具有連加、連減的功能，在設(shè)置參數(shù)時(shí)按鍵按著不動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)連加、連減的功能，設(shè)置起來(lái)非常方便。測(cè)量范圍調(diào)整為：2cm--4m。采用USB供電。使用繼電器模擬剎車功能