2016年電子技術(shù)項(xiàng)目世賽國(guó)賽選拔賽樣題樣卷版硬件設(shè)計(jì)

1、 2016年中國(guó)技能大賽-第44屆世界技能大賽電子技術(shù)項(xiàng)目樣卷 A 硬件設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目規(guī)定時(shí)間為5(3+2)小時(shí) 姓名 ：_場(chǎng)次： _工位號(hào)：_第44屆世界技能大賽全國(guó)選拔賽電子技術(shù)項(xiàng)目大賽組委會(huì)模擬電梯電路的設(shè)計(jì)與裝調(diào)目錄模擬電梯電路的設(shè)計(jì)與裝調(diào)項(xiàng)目包括下列文檔簡(jiǎn)介項(xiàng)目和任務(wù)描述硬件設(shè)計(jì)部分硬件電路原理圖元件清單PCB設(shè)計(jì)部分焊接、調(diào)試部分簡(jiǎn)介本硬件設(shè)計(jì)項(xiàng)目考察參賽者的以下技能：1.按照給定的原理圖和任務(wù)書,使用Altium Designer CAD工具設(shè)計(jì)產(chǎn)品電路。2.使用Altium Designer CAD工具設(shè)計(jì)印制電路板。3.焊接、調(diào)試使產(chǎn)品正常運(yùn)行。項(xiàng)目和任務(wù)描述a.電路原理圖設(shè)計(jì)

2、及印制電路板設(shè)計(jì)（時(shí)間限制3小時(shí)）按要求完成四個(gè)設(shè)計(jì)電路，僅能夠使用零件清單里的元件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并不需要使用清單里的所有元件。運(yùn)用 Altium Designer CAD 軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電路圖和印制電路板。選手不能夠使用模擬工具。完成設(shè)計(jì)后，選手上交的電子文檔由工作人員用賽場(chǎng)指定U盤進(jìn)行拷貝及傳遞，設(shè)計(jì)成果由工作人員打印并有選手確認(rèn)簽字；b.安裝及調(diào)試硬件設(shè)計(jì)項(xiàng)目（時(shí)間限制2小時(shí)）印制電路板組裝，檢測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)完成項(xiàng)目后提交所有產(chǎn)品和文件硬件設(shè)計(jì)部分模擬電梯電路一部分已經(jīng)開發(fā)完畢，請(qǐng)根據(jù)電路設(shè)計(jì)要求完成四個(gè)設(shè)計(jì)電路。簡(jiǎn)介本電路包含了一個(gè) 10 層的模擬電梯，7 段數(shù)碼管和 LED 組指示電梯的樓層

3、0 表示地面層，9 表示第九層，你選擇要去往的樓層通過(guò)按鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)，LED 組將以 1Hz 的速度按順序從現(xiàn)有樓層到選擇的樓層順次點(diǎn)亮。 如果選擇的樓層高于現(xiàn)在電梯的樓層，7 段數(shù)字則升位計(jì)數(shù)，如果選擇樓層低于現(xiàn)有樓層，7 段數(shù)字則降位計(jì)數(shù)。電路方框圖如下：編碼器編碼器鎖存器比較器脈沖發(fā)生器解碼器BCD升/降計(jì)數(shù)器LED指示燈數(shù)碼管樓層顯示解碼器圖1 模擬電梯電路模型圖設(shè)計(jì) 1: 參考圖 1 的框圖，請(qǐng)根據(jù)表 1 內(nèi)容及給出的部分電路圖設(shè)計(jì)一個(gè) 10 輸入的編碼器，僅能夠使用以下元件進(jìn)行。 可選元件芯片：CD4532（1個(gè)），1N4148 二極管（2個(gè)），芯片CD4071 （1個(gè)）， 電阻（若

4、干）表1SWQ0Q1Q2Q3按下SW10000按下SW21000按下SW30100按下SW41100按下SW50010按下SW61010按下SW70110按下SW81110按下SW90001按下SW101001設(shè)計(jì) 2：使用一片 NE555芯片設(shè)計(jì)一個(gè)脈沖發(fā)生器，設(shè)計(jì)1Hz 方波信號(hào)輸出電路 。 , 根據(jù)公式確定 R13 、 R14 和 C2 的值 ， T = 0.693 (R13 + 2R14)C2 ) 。 設(shè)計(jì) 3 ：參考圖 1 的框圖，使用 4069(1EA)和 JK 觸發(fā)器 4027(2EA)設(shè)計(jì)一個(gè)鎖存電路。設(shè)計(jì) 4 ：參考圖 1 方框圖，使用 74LS85 比較器 IC(1EA)和

5、一個(gè) 4510 升/降計(jì)數(shù) IC，如按下的樓層數(shù)高于現(xiàn)在的樓層則升 計(jì)數(shù)，反之為降計(jì)數(shù)。 硬件電路原理圖（總電路圖）元件清單序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1CD4532封裝DIP-16124027封裝DIP-16234069 封裝DIP-1414CD4071封裝DIP-14154510封裝DIP-16164028封裝DIP-16174511封裝DIP-161874LS85封裝DIP-1619NE555封裝DIP-81107段數(shù)碼管共陰111金膜電阻330, 1/4W212金膜電阻3.9K, 1/4W213金膜電阻4.7K, 1/4W114金膜電阻10K, 1/4W115金膜電阻56K, 1/4W116金膜電

6、阻100K, 1/4W117排阻1K, 5-pin118排阻1K, 7-pin119二極管1N4148220電解電容10uF/16V121輕觸按鍵TS-11051022發(fā)光二極管333HD(Red)1023管座DIP-14124管座DIP-16725接線端子CLL5.08-2P1 PCB設(shè)計(jì)部分單層 PCB，尺寸為160*100mm。所有信號(hào)線寬要大于等于0.3mm，電源線線寬大于等于0.5mm，安全距離要大于等于0.3mm。按圖2完成以下元件布局：FND1, LED1LED10，SW0-SW10,P1及芯片相對(duì)參考位置如圖2，參賽者自行布局其余元件。參賽者必須按元件清單中的元件設(shè)計(jì)PCB。布

7、線后進(jìn)行淚滴處理。布線層（底層）實(shí)體敷銅，無(wú)網(wǎng)絡(luò)死銅不刪除。圖2 PCB布置圖焊接、調(diào)試部分操作檢查表序號(hào)目前狀態(tài)裁判簽字1按下不同的鍵值，檢查各輸出的電壓是否與對(duì)應(yīng)的電壓值一致。（見表1）SW按下輸出（V）5Q0Q1Q2Q3SW10000SW25000SW30500SW45500SW50050SW65050SW70550SW85550SW90005SW1050052 檢測(cè)NE55芯片3管腳輸出波形是否正確。（1Hz方波信號(hào)），并將測(cè)試的信號(hào)記錄到波形記錄表中。3按下SW9觀察LED的點(diǎn)亮是否從LED1到LED9順次點(diǎn)亮，數(shù)碼管顯示相對(duì)應(yīng)的層數(shù)。4在步驟3的基礎(chǔ)上按下SW4，觀察數(shù)碼管的狀態(tài)是降位計(jì)數(shù)。用示波器觀察NE555芯