1、2020年江蘇省職業院校技能大賽電子電路裝調與應用項目任務書（樣題）選手工位號 _工作任務與要求請您在4小時內，完成四個部分工作任務，具體工作任務和要求如下：1.完成平板姿態傳感電路的裝配、檢測與調試。2.依托multisim 14和參考文檔，完成指定電路板的故障分析和檢修。3.使用裝配電路、MyDAQ連接成平板姿態感知系統；利用Labview2015完成系統控制界面制作，實現對電路的功能驗證和參數測試記錄。4.利用Altium Designer10軟件完成指定電路的印制電路板設計。以上任務，除現場作品以外，請其余記錄在計算機D盤根目錄下，“Z+工位號作品”文件夾內，包括答題卡文檔，并請復制到

2、賽場發放的U盤中，裁判將依據現場電路板作品和上交的U盤文檔進行評分。空白的答題卡文檔在賽場發放的U盤參考文件夾內。任務一 平板姿態傳感電路的裝配與調試 (20分)根據圖8所示原理圖、圖7所示裝配圖和表1所示元器件表，正確選取元器件，準確地焊接在賽場提供的印制線路板上。（中職組10分）（教師組6分）焊接要求：在印制電路板上所焊接的電子元器件的焊點大小適中、光滑、圓潤、干凈，無毛刺；位置正確；無漏、假、虛、連焊。引腳加工尺寸及成形符合工藝要求，導線長度、剝線頭長度符合工藝要求，芯線完好，捻線頭鍍錫。其中包括：貼片元器件焊接和直插元器件焊接。裝配要求：元器件焊接安裝無錯漏；線路板上插件位置正確，接插

3、件、緊固件安裝可靠牢固；元器件、導線安裝及元器件上字符標示方向均應符合工藝要求；線路板和元器件無燙傷和劃傷，整機清潔無污物。平板姿態傳感，當前常見的方案是采購專用加速度傳感器芯片，體積小，應用也成熟了。比如自控飛行器的飛行控制等等。DZ181206電路采用的方案，也是部分集成加速度傳感器采用的原理，只是材料工藝結構等方面的技術成果，使得集成芯片體積小功耗小，使用方便。基本原理，是利用在重力作用下，加熱氣體的對流作用，是垂直向上的，如果在一個熱源的上方，均等地布置四個熱敏電阻，平板平放時，四個熱敏電阻受到同樣的對流空氣加熱，溫度相同，表明平板是水平放置的。見下圖，如果平板有所傾斜，對流氣體就會偏

4、向左邊或右邊，使其相應溫度升高。只要我們檢測到這個溫度的變化，進行分析計算，就可以了解平板的姿態。本電路采用電阻通電加熱用作熱源。最大功率5瓦，這個電阻裝配的時候需要注意不要緊貼電路板，需要懸空5毫米裝配。采用開關電源給熱源電阻供電，有一個熱敏電阻布置在熱源電阻上，用于測量溫度，防止太熱。過熱時，熱敏電阻阻值減小，使得比較器輸出電平為高，過熱指示燈亮，開關電源停止工作。通過電位器可以調節過熱保護的電壓，也就是過熱保護的溫度可以通過電位器設置。四個均衡布置的熱敏電阻，其輸出電壓經過緩沖以后，進行差分放大，再進入單片機進行采樣，以串口報告數據。通過串口送入計算機進行分析和計算。串口通信格式，960

5、0波特，8+1，無校驗。計算機上通過串口調試助手可以讀取數據。按鈕和一位數碼管用于選擇工作模式，選擇單片機ADC采集的數據通道。一共模式0模式2三種工作方式。模式0，CC0高，CC1高，測量和記錄兩路溫度差信號，此時應放平平板，數據作為基準。這是校正模式。模式1，CC0高，CC1高，測量記錄，發送數據。這是姿態傳感模式。模式2，CC0低，CC1低，測量記錄，發送數據。這是溫度測量模式，測量熱源溫度和環境溫度。現場發放的U盤的參考文件夾中，有串口調試助手程序，也有串口調試助手的使用說明。波形測量記錄(中職組10分)（教師組9分）在下發的U盤參考文件夾中，有電子電路裝調與應用項目答題卡的文檔，選手

6、需在答題卡文檔中作答。示波器的圖形文件，可以粘貼在答題卡中對應的位置。（1）電路工作在模式0，使用雙蹤示波器，測量記錄JP17和JP18引腳信號。（2）電路工作在模式1，使用示波器，測量記錄JP15電壓信號。（3）電路工作在模式2，使用示波器，測量記錄TXD電壓前六個波形。任務二 電路板的故障分析和檢修（20分）DZ190302為包含音頻信號源的音頻功率放大電路，U4B及外圍電路構成信號源電路，兩個二極管的非線性特性用于反饋電路，可以穩定振蕩器幅度，改善波形。U4A以及外部電路構成功率放大電路，二極管可以給功放管一定的偏置電壓，減小交越失真。調節電位器，可以調節本地信號的幅度，通過J2，可以放

7、大外部輸入信號。在負載電阻為30歐姆條件下，要求本電路輸出幅度可以達到12伏峰峰值輸出。圖1故障電路板電路原理圖圖2 電路電路板元件布局圖圖3電路部分仿真電路根據圖3電路，再補充部分仿真源，模擬功率放大器的工作，在multisim仿真環境進行部分電路的仿真，截圖表示其結果。U1=50mV,10kHz,U2=0 時仿真電路及顯示結果截圖（3分）U1=50mV,10kHz,U2=2V,3kHz時仿真電路及顯示結果截圖（3分）故障排除記錄(8分)故障現象故障點故障排除方法故障排除后現象記錄電路參數(6分)故障排除后，正確連接電路，并將現場發放的30歐姆電阻，焊接在輸出端（JP3、JP4可以用），使用

8、現場通用儀器儀表，測量記錄DZ190302電路板的相關信息，截圖，粘貼在答題卡中對應的位置。（1）調節電位器，使得輸出電壓峰峰值=1V，雙蹤示波器測量JP2、JP3信號，截圖。（2）保持上節電位器位置，J2輸入200Hz，0.2Vpp信號，測量JP3信號，截圖。（3）保持上節電位器位置，J2輸入200Hz，5Vpp信號，測量JP3信號，截圖。任務三 電子電路應用系統搭建與控制（中職組35分）（教師組40分）平板姿態感知系統設計與調試一、 完成平板姿態感知系統連接（10分）。系統框圖如圖4所示 圖4 平板姿態感知系統框圖計算機上使用串口調試程序，（參考文件夾內有，使用USB轉TTL串口，如果系統

9、中需要驅動支持，可自行安裝）。平板姿態傳感電路板放平在臺面上，使用紙杯倒扣在熱源及傳感器上方。調節熱源保護控制溫度，使得熱源溫度不要太高。1. 記錄1206電路板上電時候數碼管顯示內容。（2分）2. 記錄模式0時串口接收到的內容，截圖。（2分）3. 記錄模式1時串口接收到的內容，截圖。（2分）4. 記錄模式1時，左邊電路板抬高20厘米時串口接收到內容的截圖。（2分）5. 記錄模式2時串口接收到的數據，記錄時間不小于20秒。截圖。（2分）二、 利用Labview2015完成平板姿態感知系統設計。控制界面如圖5所示；圖5控制界面采用數據采集卡myDAQ采集DZ181206電路中ADC0、ADC1的

10、電壓值，同時，采集電路板上的通道控制信號，CC0、CC1，以及熱源工作指示JP1。分別使用MYDAQ設備的AI0,AI1,DI0,DI1,DI2端口。系統要求1. 顯示MYDAQ設備采集的電路板ADC0電壓，單位mV。代表X軸。2. 顯示MYDAQ設備采集的電路板ADC1電壓，單位mV。代表Y軸。3. MYDAQ設備采集電路板上CC0信號，和CC1信號，雙色顯示，亮色表示高電平。4. MYDAQ設備采集電路板上JP1信號，高代表熱源停止加熱，雙色顯示，亮色表示加熱。5. 點擊校正按鈕時，系統記錄下X和Y兩軸的數值，作為零點，以后顯示的數值應減去零點。6. 利用熱敏電阻的公式，計算熱源溫度和環境

11、溫度，并顯示。7. 模式1時，溫度顯示0度，模式2時，XY軸顯示0mV。1. 完成界面設計，并截圖（7分）系統界面截圖2. 操作控制過程截圖（中職組10分）（教師組15分）電路板工作在模式0時的控制界面截圖，注意需要連同串口調試助手接收界面在一個畫面內。電路板工作在模式1時，（預先在模式0進行過校正）將板子右邊抬起大約20毫米，30秒后進行界面截圖，注意需要連同串口調試助手接收界面在一個畫面內。電路板工作在模式2時，測量記錄在剛好停止加熱時的控制界面截圖，連同串口調試助手接收界面在一個畫面內。3. 使用儀表板截圖（8分）使用MYDAQ采集卡和儀表板，測量DZ181206電路板參數，并截圖。電路

12、板工作在模式1時，使用電壓表測量JP3的電壓，并截圖（4分）電路板工作在模式1時，使用電壓表測量JP17的電壓波形，并截圖（4分）任務四 印制電路板設計（15分）要求：1 考生在D盤根目錄下建立一個文件夾。文件夾名稱為Z+工位號。2 根據參考文件提供的電路圖和電路板文件，制作自己的電路圖符號庫和封裝庫，并使用自己的符號庫和封裝庫完成后面的工作。(1分)3 在自己的符號庫和封裝庫中，設計LM324A和FJ5161AH的符號和他們的封裝(2分)。使用封裝名稱分別為SOP-14A和LED8x1。4 利用參考文件夾中提供的平板姿態傳感電路原理圖文件，根據圖6完成繪制。（3分）要求：在原理圖上標注元器件

13、位號、參數，在原理圖下方注明自己的工位號。5 根據設計完成的電路原理圖，設計PCB印制電路板圖。（9分）要求：（1）在機械層繪制電路板的物理邊界，尺寸：80mm×140mm。（2）四個固定孔尺寸；孔徑3mm，孔中心距離板子邊2.5mm。（3）左下角為原點，熱源R30放在坐標（40mm，40mm）處，四個熱敏電阻距離熱源20mm放置。（4）以熱源為中心，在頂層絲印層畫一個圓，半徑30mm。線寬0.2mm。（5）除了熱源電阻，其他可能發熱的元器件盡可能遠離這幾個熱敏電阻。（6）一般布線間隙0.2mm。布線線寬0.2mm，電源相關導線和輸出線線寬0.6mm。（7）雙面敷銅接地，敷銅間隙0.

14、4mm。（8）在電路板上部外側注明自己的工位號。圖6圖7 DZ181206電路板裝配圖裝配注意事項排故板DZ190302電路板的電位器和接線端子需要自己焊接裝配。DZ181206電路板，熱源電阻裝配距離電路板5毫米高。熱源溫度傳感熱敏電阻，應緊貼熱源電阻裝配。四路傳感熱敏電阻，焊接裝配高度應該在20毫米，直立在電路板上。這樣，當電路板平放時，熱源對于四個熱敏電阻的機會是對稱的。調試注意事項通電以后，熱源電阻有電升溫。單片機數碼管自檢以后等候按鍵。按鍵0模式，記錄當前兩路信號差分數值，并通過串口發送當前數據；模式1，測量兩個差分數值，通過串口發送；模式2，測量熱源溫度和環境溫度，并通過串口發送。熱源溫度過熱保護電路，可以調節到50度左右。當前單片機內對于溫度的計算并不