2022年甘肃省职业技能大赛电子产品设计及制作赛项（高职学生组）试题A

.Word资料2022年甘肃省职业院校技能大赛电子产品设计及制作赛项任务书选手工位号_________________________________________________________________________工作任务与要求请您在4小时内，完成四个部分工作任务，具体工作任务和要求如下：完成平板姿态传感电路的装配、检测与调试。完成制定设备的故障检测及维修2.利用AltiumDesigner19软件完成指定电路的印制电路板设计。以上任务，除现场作品以外，请其余记录在计算机D盘根目录下，“Z+工位号作品”文件夹内，包括答题卡文档，并请复制到赛场发放的U盘中，裁判将依据现场电路板作品和上交的U盘文档进行评分。空白的答题卡文档在赛场发放的U盘参考文件夹内。任务一平板姿态传感电路的装配与调试根据图8所示原理图、图7所示装配图和表1所示元器件表，正确选取元器件，准确地焊接在赛场提供的印制线路板上。焊接要求：在印制电路板上所焊接的电子元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；位置正确；无漏、假、虚、连焊。引脚加工尺寸及成形符合工艺要求，导线长度、剥线头长度符合工艺要求，芯线完好，捻线头镀锡。其中包括：贴片元器件焊接和直插元器件焊接。装配要求：元器件焊接安装无错漏；线路板上插件位置正确，接插件、紧固件安装可靠牢固；元器件、导线安装及元器件上字符标示方向均应符合工艺要求；线路板和元器件无烫伤和划伤，整机清洁无污物。平板姿态传感，当前常见的方案是采购专用加速度传感器芯片，体积小，应用也成熟了。比如自控飞行器的飞行控制等等。DZ181206电路采用的方案，也是部分集成加速度传感器采用的原理，只是材料工艺结构等方面的技术成果，使得集成芯片体积小功耗小，使用方便。基本原理，是利用在重力作用下，加热气体的对流作用，是垂直向上的，如果在一个热源的上方，均等地布置四个热敏电阻，平板平放时，四个热敏电阻受到同样的对流空气加热，温度相同，表明平板是水平放置的。见下图，如果平板有所倾斜，对流气体就会偏向左边或右边，使其相应温度升高。只要我们检测到这个温度的变化，进行分析计算，就可以了解平板的姿态。本电路采用电阻通电加热用作热源。最大功率5瓦，这个电阻装配的时候需要注意不要紧贴电路板，需要悬空5毫米装配。采用开关电源给热源电阻供电，有一个热敏电阻布置在热源电阻上，用于测量温度，防止太热。过热时，热敏电阻阻值减小，使得比较器输出电平为高，过热指示灯亮，开关电源停止工作。通过电位器可以调节过热保护的电压，也就是过热保护的温度可以通过电位器设置。四个均衡布置的热敏电阻，其输出电压经过缓冲以后，进行差分放大，再进入单片机进行采样，以串口报告数据。通过串口送入计算机进行分析和计算。串口通信格式，9600波特，8+1，无校验。计算机上通过串口调试助手可以读取数据。按钮和一位数码管用于选择工作模式，选择单片机ADC采集的数据通道。一共模式0—模式2三种工作方式。模式0，CC0高，CC1高，测量和记录两路温度差信号，此时应放平平板，数据作为基准。这是校正模式。模式1，CC0高，CC1高，测量记录，发送数据。这是姿态传感模式。模式2，CC0低，CC1低，测量记录，发送数据。这是温度测量模式，测量热源温度和环境温度。现场发放的U盘的参考文件夹中，有串口调试助手程序，也有串口调试助手的使用说明。在下发的U盘参考文件夹中，有电子电路装调与应用项目答题卡的文档，选手需在答题卡文档中作答。示波器的图形文件，可以粘贴在答题卡中对应的位置。（1）电路工作在模式0，使用示波器，测量记录JP17和JP18引脚信号。（2）电路工作在模式1，使用示波器，测量记录JP15电压信号。（3）电路工作在模式2，使用示波器，测量记录TXD电压前六个波形。任务二电路板的故障分析和检修DZ190302为包含音频信号源的音频功率放大电路，U4B及外围电路构成信号源电路，两个二极管的非线性特性用于反馈电路，可以稳定振荡器幅度，改善波形。U4A以及外部电路构成功率放大电路，二极管可以给功放管一定的偏置电压，减小交越失真。调节电位器，可以调节本地信号的幅度，通过J2，可以放大外部输入信号。在负载电阻为30欧姆条件下，要求本电路输出幅度可以达到12伏峰峰值输出。图1故障电路板电路原理图图2电路电路板元件布局图图3电路部分仿真电路故障排除记录(8分)故障现象故障点故障排除方法故障排除后现象任务三印制电路板设计要求：考生在D盘根目录下建立一个文件夹。文件夹名称为Z+工位号。根据参考文件提供的电路图和电路板文件，制作自己的电路图符号库和封装库，并使用自己的符号库和封装库完成后面的工作。(1分)在自己的符号库和封装库中，设计LM324A和FJ5161AH的符号和他们的封装(2分)。使用封装名称分别为SOP-14A和LED8x1。利用参考文件夹中提供的平板姿态传感电路原理图文件，根据图6完成绘制。（3分）要求：在原理图上标注元器件位号、参数，在原理图下方注明自己的工位号。根据设计完成的电路原理图，设计PCB印制电路板图。（9分）要求：（1）在机械层绘制电路板的物理边界，尺寸：80mm×140mm。（2）四个固定孔尺寸；孔径3mm，孔中心距离板子边2.5mm。（3）左下角为原点，热源R30放在坐标（40mm，40mm）处，四个热敏电阻距离热源20mm放置。（4）以热源为中心，在顶层丝印层画一个圆，半径30mm。线宽0.2mm。（5）除了热源电阻，其他可能发热的元器件尽可能远离这几个热敏电阻。（6）一般布线间隙0.2mm。布线线宽0.2mm，电源相关导线和输出线线宽0.6mm。（7）双面敷铜接地，敷铜间隙0.4mm。（8）在电路板上部外侧注明自己的工位号。图6图7DZ181206电路板装配图装配注意事项排故板DZ190302电路板的电位器和接线端子需要自己焊接装配。DZ181206电路板，热源电阻装配距离电路板5毫米高。热源温度传感热敏电阻，应紧贴热源电阻装配。四路传感热敏电阻，焊接装配高度应该在20毫米，直立在电路板上。这样，当电路板平放时，热源对于四个热敏电阻的机会是对称的。调试注意事项通电以后，热源电阻有电升温。单片机数码管自检以后等候按键。按键0模式，记录当前两路信号差分数值，并通过串口发送当前数据；模式1，测量两个差分数值，通过串口发送；模式2，测量热源温度和环境温度，并通过串口发送。热源温度过热保护电路，可以调节到50度左右。当前单片机内对于温度的计算并不一定对，因此建议调节保护电路大约T35在30度左右。在测量调试时，应使用纸杯将测量空间封闭，并等待系统热稳定。温度测量计算公式其中，B热敏电阻的温度系