国赛温控及简易频率测试.docx
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国赛温控及简易频率测试
2007全国中等职业学校“亚龙杯”电工电子技术技能大赛电子产品装配与调试试题
温控及简易频率测量装置
一、功能说明
温控及简易频率测量装置可以实现温度控制、温度报警、信号频率测量等功能。
二、电路功能简介
温控及简易频率测量装置由电源、温度控制、温度报警、信号发生、单片机控制部分、显示电路等组成。
1．温度控制部分
接通电源，按下复位键，显示“Au-P”，表示自动温度检测，此时，继电器JK断开，指示灯LED1亮，LED2熄灭，当电阻R8达到设定温度点时，继电器JK吸合，指示灯LED1熄灭，LED2灯亮；当K1键按下后，显示“no-H”，表示电路正在预热，当电路加热若干时间后，继电器JK按“断开→吸合→断开→吸合（二次吸合方有效）”的方式工作，调节温度设定点，显示“CAnH”，表示电路进入稳定正常工作状态。
2．温度报警部分
接通电源，设置报警温度。
调节报警温度点位置，当温度超过该设定点时，LED3指示灯亮，且当开关KEY1闭合时，蜂鸣器响；
当K2键按下时，显示“nOAR”，表示没有报警；显示“HAAR”，表示有报警信号，电路正常。
3．555振荡器和光电耦合放大电路部分
555振荡器输出1.4kHz～1.5kHz的信号。
通过光电耦合GD隔离输出方波，通过放大管Q3输出方波。
按下K3键，显示该电路输出信号的频率。
4．文氏电桥振荡器
该电路产生80～100Hz的信号。
按下K4键，显示该电路输出信号的频率。
KEY2位置为上，接R25（39kΩ），位置为下，接Rx；KEY3位置为上，接R29（39kΩ），位置为下，接Ry。
注：
5．带通滤波器和放大电路部分
该电路实现对文氏电桥振荡器的频率选通和放大。
6．电源部分
为电路提供5V电源。
三、芯片介绍
1．AT89C52
引脚如附图1所示。
引脚功能说明：
（1）输入/输出引脚（I/O口线）
P0.0～P0.7：
P0口8位双向I/O口，占39～32脚。
P1.0～P1.7：
P1口8位准双向I/O口，占1～8脚。
P2.0～P2.7：
P2口8位准双向I/O口，占21～28脚。
P3.0～P3.7：
P3口8位准双向I/O口，占10～17脚。
（2）控制口线
（29脚）：
外部程序存储器读选通信号。
ALE/
（30脚）：
地址锁存允许/编程信号。
/VPP（31脚）：
外部程序存储器地址允许/固化编程电压输入端。
RST/VPD（9脚）：
RST是复位信号输入端，VPD是备用电源输入端。
（3）电源及其他
VCC（40脚）：
电源端+5V。
附图1AT89C52引脚图
GND（20脚）：
接地端。
XTALl、XTAL2（19～18脚）：
时钟电路引脚。
当使用内部时钟时，这两个引脚端外接石英晶体和微调电容。
当使用外部时钟时，用于外接外部时钟源。
2．集成电路555
555定时器是一种有记忆功能的器件，它既可以接成施密特触发器，又可以接成单稳态触发器和多谐振荡器。
555集成电路各管脚如附图2所示。
引脚1：
公共地端为负极。
引脚2：
低触发端TR，低于1/3电源电压时即导通。
引脚3：
输出端Q，电流可达2000mA。
附图2555集成电路管脚图
引脚4：
强制复位端R，不用时可与电源正极相连或悬空。
引脚5：
用来调节比较器的基准电压，简称控制端CV，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地。
引脚6：
高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压时即截止。
引脚7：
放电端DIS。
引脚8：
电源正极VCC。
3．集成电路LM741
LM741的引脚如附图3所示。
2脚：
反相输入端。
3脚：
同相输入端。
7脚：
电源电压正端。
4脚：
电源电压负端。
6脚：
输出端。
1、5脚：
调零端。
（a）引脚图（b）国际符
附图3LM741引脚图
4．集成电路74LS245
74LS245是一种三态输出的8总线收发驱动器，无锁存功能。
如附图4所示是74LS245的引脚图和功能表。
它的G端和DIR端是控制端，当它的G端为低电平时，如果DIR为高电平，则74LS245将A端数据传送至B端；如果DIR为低电平，则74LS245将B端数据传送至A端。
在其他情况下不传送数据，并输出高阻态。
附图474LS245的引脚图和功能表。
四、温控及简易频率测量装置电路原理图
其各部分电路如附图5所示。
试题部分
一、元器件识别、筛选、检测
准确清点和检查全套装配材料数量和质量，进行元器件的识别与检测，筛选确定元器件，检测过程中填写下表。
元器件
识别及检测内容
配分
评分标准
得分
电阻器
标称值（含误差）
测量值
测量挡位
1分
电阻检测错1项，该电阻不得分
R17
电容器
标称值（µF）
介质
每支1分，共2分
每支电容检测错1项，该电容不得分
C1
C6
二极管
正向
电阻
反向
电阻
材料
每支1分，共2分
每支二极管检测错1项，该二极管不得分
LED01
D1
三极管
面对平面，管脚向下，管外形示意图标出管脚名称
材料
2分
每项0.5分
Q2
b-e结正向
电阻
b-c结反向
电阻
（续表）
元器件
识别及检测内容
配分
评分标准
得分
继电器
面对管脚，画出外形示意图，标出公共端和常开、常闭管脚
线圈电阻值
2分
每项1分
光电
耦合
GD01
面对管脚，画出管外形示意图，标出输入、输出管脚
2分
热敏
电阻
常温下
阻值
如何判断温度系数
4分
阻值每项1分
判断温度系数2分，共4分
RT+
RT-
二、电路板焊接（15分）
要求电子产品的焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。
疵点：
少于5处扣1分；
5～10处扣5分；
10～20处扣10分；
20处以上扣15分。
三、电子产品装配（15分）
要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。
装配不符合工艺要求：
少于5处扣1分；
5～10处扣5分；
10～20处扣10分；
20处以上扣15分。
四、电子电路的调试（40分）
1．实现温控及简易频率测量基本功能（20分）
●实现温度控制功能。
（4分）
●实现温度报警功能。
（4分）
●555振荡器和光电耦合放大电路正常工作。
（4分）
●文氏电桥振荡器正常工作。
（4分）
●带通滤波器和放大电路正常工作。
（4分）
2．调试
（1）当温度控制电路正常工作时，测试点TP1=8.25V时，测量并记录测试点TP2和TP3的值。
（每空1分，共4分）
TP2
TP3
LED1亮，LED2熄灭
LED2亮，LED1熄灭
注：
记录三位有效数字
（2）利用仪器，检测测试点TP6的信号，记录波形参数并填写下表：
（9分）
（3）当R25、R29接入电路时，调节电路参数，使得TP8输出最大不失真正弦波，此时，测量并记录信号的峰-峰值=。
（1分）
TP6：
记录示波器波形
示波器
电子计数器
毫伏表
时间档位：
幅度挡位：
峰峰值：
频率读数：
周期读数：
测量值：
说明测量值参数：
若在测试点TP8产生频率为2kHz±10%kHz的信号，计算Rx=、Ry=。
（
），选用Rx为、Ry为。
（2分）
将经计算后选用的Rx、Ry接入电路板，此时，测量测试点TP11的波形，该测试点的波形为波；若波形有失真，调谐，消除波形失真，当波形处于最大不失真状态时，信号幅度（利用毫伏表测量）；信号频率（利用频率计测量）。
（4分）
五、原理图与PCB板图的设计（15分）
要求：
1．考生在E盘根目录下建立一个文件夹。
文件夹名称为S+工位号。
考生所有的文件均保存在该文件夹下。
各文件的主文件名：
设计数据库文件（工程文件）：
s+工位号
原理图文件：
ssch+××
原理图元件库文件：
sslib+××
PCB文件：
spcb+××
PCB元件封装库文件：
splib+××
其中：
××为考生工位号的后两位。
如ssch96。
2．在自己建的原理图元件库文件中绘制热敏电阻RT、继电器KJ1元件符号（如附图6所示）。
（2分）
（a）热敏电阻符号（b）继电器元件符号
附图6元件符号的绘制
3．绘制原理图，如附图11所示。
（3分）
要求：
在原理图下方注明自己的工位号。
附图11电路原理图
电路元件属性见附表1和附表2。
4．在自己建的元件封装库文件中，绘制以下元件封装。
（2分）
（1）LED元件封装（如附图7所示）
要求：
焊盘之间距离：
5.08mm
焊盘直径：
1.524mm
焊盘孔径：
0.8128mm
附图7LED元件封装
注：
①只有将该元件用于PCB图中此项才有成绩。
②如不绘制该元件封装，可用SIP2代替，则此项无成绩。
（DXP用户可用BAT-2代替）
（2）继电器元件封装（如附图8所示）
要求：
焊盘之间距离：
X方向：
依次为7.62mm、5.08mm、5.08mm
Y方向：
7.62mm
焊盘直径：
2.032mm
焊盘孔径：
1.016mm
附图8继电器元件封装
注：
①只有将该元件用于PCB图中此项才有成绩。
②如不绘制该元件封装，可用DIP8代替，则此项无成绩。
（DXP用户可用DIP-8代替）
附：
元件符号与元件封装的引脚对应
（1）三极管元件引脚对应要求如附图9所示。
（2）继电器元件引脚对应要求如附图10所示。
（a）99SE用户（b）DXP用户
附图9三极管元件引脚对应
附图10继电器元件引脚对应
5．绘制双面电路板图（8分）
要求：
（1）在机械层绘制电路板的物理边界，尺寸为不大于：
109.22mm×78.74mm。
（2）信号线宽0.254mm，电源线宽0.762mm，接地线宽1.016mm。
（3）在电路板边界外侧注明自己的工位号。
附表1电路图元件属性列表（99SE用户）
元件名
（LibRef）
元件标号
（Designator）
元件标注
（PartType）
元件封装
（Footprint）
备注
RES2
R1～R7
AXIAL0.4
RES2
R8
51/10W
AXIAL1.0
POT2
W1
10k
VR4
自制
RT
AXIAL0.4
NPN
Q1
9014
TO-92A
PNP
Q2
9012
TO-92A
DIODE
D1
1N400x
DIODE0.4
自制
KJ1
自制
LED
LED1、2
自制
CAP
C13、C5、C8
RAD0.2
ELECTRO1
C6、C7
RB.2/.4
VOLTREG
U1
7805
TO-220
原理图元件库：
MiscellaneousDevices.ddb
元件封装库：
Advpcb.ddb
附表2电路图元件属性列表（DXP用户）
元件名
（LibRef）
元件标号
（Designator）
元件标注
（PartType）
元件封装
（Footprint）
元件库
RES2
R1～R7
AXIAL-0.4
MiscellaneousDevices.IntLib
RES2
R8
51/10W
AXIAL-1.0
RPot2
W1
10k
VR4
自制
RT
AXIAL-0.4
NPN
Q1
9014
BCY-W3
（续表）
元件名
（LibRef）
元件标号
（Designator）
元件标注
（PartType）
元件封装
（Footprint）
元件库
PNP
Q2
9012
BCY-W3
DIODE
D1
1N400x
DIODE-0.4
自制
KJ1
自制
LED1
LED1、2
自制
CAP
C13、C5、C8
RAD-0.3
CapPol1
C6、C7
RB7.6-15
VoltReg
U1
7805
SFM-F3/Y2.3
六、参赛要求和规定
选手有下列情形，需从参赛成绩中扣分：
①违反比赛规定，提前进行操作的，由现场评委负责记录，扣5～10分。
②选手应在规定时间内完成比赛内容。
在赛程中，均有评委记录每位参赛选手违规操作，依据情节扣5～10分。
③现场操作过失未造成严重后果的，由现场评委负责记录，扣10分。
④发生严重违规操作或作弊，经确认后，由主评委宣布终止该选手的比赛，以0分计算。
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