2023年全省职业院校技能大赛电子产品设计及制作样卷A

2023年甘肃省职业院校技能大赛电子产品设计及制作赛项样卷1选手工位号_________________________________________________________________________工作任务与要求参赛选手需要在4小时内，完成三部分工作任务，具体工作任务和要求如下：任务一：根据赛题所给的电路原理图和印刷线路板约束条件，利用AltiumDesigner软件绘制印刷线路板图；任务二：完成指定电子产品的的装配、检测与调试；任务三：按照赛题要求，完成程序编写工作。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，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。任务一印制电路板设计与建库（17分）根据赛场给出的原理图文件，要求选手在该目录下建立以“DZ-xx-xx”（第一个xx，2位数字，即竞赛队的场次；第二个xx，2位数字，即竞赛队工位号）命名的文件夹，用于存放下面任务中完成的文件，产生的PCB各类文件命名为“类型名＋场次＋工位号”。1、创建元件库（5分）使用AltiumDesigner软件新建PCB封装库。完成自复位按键元件的PCB封装制作，元件封装参数如图1所示。（比赛时裁判会对具体参数进行调整）要求：（1）焊盘的水平间距：5.0mm；焊盘的垂直间距：12mm。（2）焊盘HoleSize：1mm；X-Size：3mm；Y-Size：3mm。图1自复位按键元件封装参数示意图2、设计电路板（12分）根据题目给出的原理图，应用AltiumDesigner软件完单片机C8051F340—AT89C51转换接口电路的PCB设计。主要包括比赛指定型号的单片机、JTAG调试接口、5V/3.3V转换电路三个电路模块，将TQFP-48封装的C8051F340，加上Header5X2H封装的JTAG调试端口及5V/3.3V转换电路，要求所设计的PCB完成制做后能插入到比赛指定封装的插座中。电路原理图2所示，具体单片机封装参数如图3所示。要求：（1）电路板尺寸不大于22x55mm（宽X高），在PCB板中标出实际绘制区域尺寸（宽X高）；（2）信号线宽0.127mm，VCC线宽0.254mm，GND；线宽0.254mm；（3）最小间隙：0.2mm，最小通径：0.8mm和0,3mm的孔；（4）在丝印层做标识：在P1、P2连接插件对应位置标出+5V、GND。在JTAG调试端口对应位置标出+3.3V。在PCB电路板边界外侧注明自己的工位号。注意：此处参数为格式模板，比赛中使用的具体参数，将由裁判确认。图2C8051F340—AT89C51转换电路图3AT89C51单片机DIP40引脚封装尺寸任务二电子产品装配与调试（45分）一、某型号电子时钟的装配和调试（15分）根据赛场给出电路原理图，PCB版图和元器件列表，正确选取元器件，准确地焊接在赛场提供的印制电路板上，实现电子时钟功能。焊接要求：焊接任务包括贴片元器件焊接和直插元器件焊接。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。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。该电子时钟，以某型单片机为核心（单片机程序已写入），系统由四大模块组成：主控模块、循环模块、显示模块和电源模块。调试要求：1.电子时钟上电以后，可以实现时间显示功能。2.电子时钟各按键使用正常，并按照要求可实例如时间调整、闹钟设置等功能。二、某型号传感器电路板的安装调试（20分）根据赛场给出电路原理图，PCB版图和元器件列表，正确选取元器件，准确的焊接在赛场提供的印制电路板上。焊接要求：焊接任务包括贴片元器件焊接和直插元器件焊接。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。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。该电路板为接近传感器的一部分，它和方向处理器协同工作，当物体掠过它的时候，会根据该物体移动的方向从显示屏上输出正反方向图形，也可输出错误信号，当传感器有问题，连线短/断路，传感器故障都会产生错误信号，同时会触发输出报警。调试要求：1、将装配好的电路板连接到金属传感器其他部分后开机，传感器可正常工作。2、使用一个金属物体作为测试物。改变测试物与传感器距离后，传感器显示屏可以显示出测试物与传感器距离的变化情况。三、电路设计与验证（10分）NE555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。根据现场提供的元器件和材料，自行设计电路原理图，在万能板上搭建电路，完成以下功能。1.利用三端稳压器设计输出5V电源；2.利用NE555定时器设计多谐振荡器电路，输出指定频率的波形信号。任务三编程（30分）要求：比赛选手编写程序，驱动以STM32单片为核心的某电路模块，实现具体功能。该电路模块由STM32F103C8T6单片机核心板、LED指示灯、按键检测电路、lcd1602显示屏及电源等模块组成，其中电路硬件的搭建已完成，比赛选手需要根据试题描述的使用场景和具体功能，自行编写程序，下载到电路中的单片机模块后，实现赛题描述的控制功能。该设计中，要求通过编程，控制各种颜色LED信号灯实现闪烁、常亮若干秒、熄灭若干秒等功能。利用按键，实现控制LED信号灯延时亮起、延时熄灭等功能。LCD显示器分为字段显示和字符显示两种。其中字段显示与LED显示相似，只要送对应的信号到相应的管脚就能显示。字符显示是根据需要显示基本字符。本设计采用的是字符型显示。本设计采用FlyMcustm32烧录程序软件，对于专业的单片机开发者来说应该非常适用，软件可以广泛