2023年全省职业院校技能大赛电子产品设计及制作样卷C

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3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、HC-SR04超声波传感器、4位共阳数码管显示、按键电路、蜂鸣器、发光二极管和继电器等部分组合而成。采用STM32F103C8T6最小系统板。数码管实时显示超声波测到的距离。当超声波测出的实际距离小于设定的报警距离时就会使得蜂鸣器和发光二极管发出声光报警。可设置报警距离，按下设置键后，再按加减键就可以修改报警距离。按键具有连加、连减的功能，在设置参数时按键按着不动可以实现连加、连减的功能，设置起来非常方便。测量范围调整为：2cm--4m。采用USB供电。使用继电器模拟刹车功能