模拟电梯系统精彩试题问题详解2.docx
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模拟电梯系统精彩试题问题详解2
《电子产品装配与调试》试题
题目：
模拟电梯系统
完成时间：
4小时
工位号：
日期：
______________________________
第一部分电路说明部分
一、电路功能概述
模拟电梯系统总共分为三个模块，中枢控制，显示模块，电机模块，键盘输入，电梯门安全检测模块。
中枢控制为STC89C52RC单片机，完成电梯的逻辑判断，按键读取，显示功能。
显示模块由两位数码管和LED指示灯组成。
数码管DS1显示当前电梯状态，有停止，上行，下行三种状态，分别如下图所示：
数码管DS2显示当前楼层。
“当前楼层”标志下的一列LED（LED2，LED5……LED23）指示当前电梯所处的楼层，例如电梯在2楼，则LED20点亮，在5楼，则LED11点亮。
“电梯按钮”标志下的一列LED（LED1，LED4……LED22）指示电梯内部按钮状态，例如电梯内部有人需要到5楼，则LED10点亮，有人需要到8楼，则LED1点亮。
“楼层按钮”标志下的一列LED（LED25，LED27……LED33）指示电梯外部按钮状态，也就是每层楼的呼叫按钮指示，例如1楼有人需要乘电梯，则LED33点亮，5楼有人需要乘电梯，则LED29点亮。
贴片LED（LED3，LED6……LED24）为电梯门指示，关门时，LED从两旁向中间依次点亮，开门时，LED从中间向两旁依次熄灭。
“电梯按钮”标志下的按钮K（K1，K2……K8）为电梯内部的按钮，例如电梯内部有人想上5楼，则需要按下K4（从下往上的第5个按键），上8楼，则需要按下K1。
“楼层按钮”标志下的按钮K（K9，K10……K16）为每层楼的呼叫按钮，例如5楼有人想乘电梯，则按下K12。
电机模块有两个电机，一个是拖动电机，一个是门控电机，拖动电机正反转代表电梯上下行，门控电机正反转代表开关门。
电梯门安全检测模块采用红外线对管，检测电梯门关闭时是否有人或物体在门中央，若检测到，电梯门会打开，防止发生危险。
二、电路原理图及PCB图
三、元件清单
序号
名称
规格
数量
位置
1
电机（DZ-310BA）
5V
2
B1,B2
2
电解电容（插件）
10uf
1
C1
3
贴片电容（0805）
27p
2
C2,C3,
4
贴片电容（0805）
0.1uf
6
C4,C5,C6,C7,C9,C11
5
电解电容（插件）
100uf
2
C8,C10
6
贴片电容（0805）
104
3
C12,C13,C18
7
二极管※（贴片）
IN4007
12
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12
8
数码管
1位红色共阴
2
DS1,DS2
9
红外发射（插件）
红外发射
1
IR1
10
轻触按键
6*6*5
16
K1,K2,K3,K4,K5,K6,K7,K8,K9,K10,K11,K12,K13,K14,K15,K16
11
LED（插件）
5MM
24
LED1,LED2,LED4,LED5,LED7,LED8,LED10,LED11,LED13,LED14,LED16,LED17,LED19,LED20,LED22,LED23,LED25,LED27,LED28,LED29,LED30,LED31,LED32,LED33
12
LED※（贴片）
LED0805
9
LED3,LED6,LED9,LED12,LED15,LED18,LED21,LED24，LED26
13
2位接线端子
CON2
1
P1
14
三极管※（贴片）
9014
5
Q3,Q4,Q5,Q9,Q10
15
三极管※（贴片）
8550
4
Q6,Q7,Q8,Q11
16
0805电阻※（贴片）
10k
9
R3,R4,R5,R7,R8,R9,R10,R11,R14，R34，R35
17
0805电阻※（贴片）
510R
40
R6,R12,R13，R15,R16,R17，R19,R20,R21,R22,R23,R24,R25,R26,R27,R28,R29,R30,R31,R32,R33，R36,R37,R38,R39,R40,R41,R42,R43,R44，R47,R48,R49，R56,R57,R58,R59,R60,R61,R62,
18
0805电阻※（贴片）
1k
9
R18,R46，R50,R51，R52,R53，R54,R55,R63
19
0805电阻※（贴片）
200R
1
R45
20
串口
卧插串口母座
1
RS1
21
自锁开关
6*6
1
S1
22
红外接收（插件）
红外接收
1
T_1
23
集成块（插件）
STC89C52
1
U1
24
集成块（插件）
L293D
1
U2
25
集成块※（贴片）
74AC573
1
#REF!
26
集成块※（贴片）
MAX232
1
U4
27
集成块（插件）
L7805CV
1
U5
28
晶振（插件）
16M
1
Y1
29
U1座
芯片座
1
DIP16座
30
U2座
芯片座
1
DIP40座
31
散热片
1
注：
在表格中“名称”旁边有※符号的元器件，表示该元器件为贴片元器件
四、主要元件功能介绍
1、L293电机驱动芯片功能：
五、D锁存器74HC573功能:
74HC573特点：
·三态总线驱动输出
·置数全并行存取
·缓冲控制输入
·使能输入有改善抗扰度的滞后作用
原理说明：
74HC573的八个锁存器都是透明的D型锁存器，当使能（G）为高时，Q输出
将随数据（D）输入而变。
当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。
输出控制不影响锁存器的内部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，
新的数据也可以置入。
这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。
特别适用于缓冲寄存器，I/O通道，双向总线驱动器和工作寄存器。
HC573引脚功能表：
PINNo引脚号
SYMBOL符号
NAMEANDFUNCTION名称及功能
1
OE
3StateoutputEnableInput（ActiveLOW）3态输出使能（低电平）
2,3,4,5,6,7,8,9
D0toD7
DataInputs数据
12,13,14,15,16,17,18,19
Q0toQ7
3StateLatchOutputs3态锁存输出
11
LE
LatchEnableInput锁存使能输入
10
GND
Ground接地（0V）
20
VCC
PositiveSupplyVoltage电源电压
红外线发射/接收二极管功能：
红外发射/接收二极管与普通φ5发光二极管外形相同，他们的区别在于红外发射二极管为透明封装（见图4），红外接收二极管采用黑胶封装（见图5）。
红外发射二极管的电路符号见图4，红外发射二极管工作于正向导通状态，电流流过发射二极管时，发射二极管发出红外线；红外接收二极管的电路符号见图5，接收二极管工作于反向状态，当没有接收到红外线时，接收二极管时高阻状态，当接收到红外线时，接收二极管电阻减小。
图4红外发射二极管图5红外接收二极管
五、装配及调试说明
1、装配
根据电路原理图、PCB图和材料清单表，将元件安装焊接到PCB板上，安装焊接要求详见试题部分第二题（电子产品装配）。
2、调试
电路通电前应仔细检查所有元件焊接是否正确，例如：
是否出现虚焊、连焊、极性装反和元件错焊等常见问题。
检查无误后用万用表测量电源输入端是否有短路，若是一切正常方可根据下面的程序进行调试。
调试步骤：
电路板上电后，数码管DS1显示停止标志，数码管DS2显示“1”，此状
态表示电梯正停止于一楼，拖动电机和门控电机均静止，LED23点亮。
此时按下K4，LED10点亮，拖动电机开始转动，楼层指示数码管DS2显示当前楼层，楼层指示LED向上流动点亮，到达五楼后，拖动电机停止，门控电机先正转，后反转，同时开关门指示LED会按照功能概述中的描述被点亮，然后电梯停止于此楼层，此时，LED11点亮，DS1显示停止标志，DS2显示“5”。
若运行正常，说明电梯运行正常，然后调试电梯门安全检测模块。
先按下K16，此时电梯下行，在到达一楼后，电梯门打开时，将手指放在红外发射管T1和红外接收管IR1之间，此时电梯门将保持打开状态，不会关闭，将手拿开，电梯门关闭。
若运行正常，说明安全检测模块正常。
注意：
红外发射管和接收管上需要分别套上1.5CM的热缩管。
此时全部电路已调试完毕，若能完成全部功能，说明调试成功。
第二部分考试答卷部分
一、元器件识别与检测（15分）
1、元件识别（3分）
清点套件中的元件，其中共有三极管______只，二极管_____只，此外还包括_______________________________________________________________等原件。
2、元件测试（12分）
将下表涉及的元件检测结果填入表中。
质量判定填写“可用”、“短路”、“断路”、“漏电”等。
所使用的万用表为：
_______________________
元器件
识别及检测内容
配分
评分标准
得分
电阻
R4
标称值
测量值
测量档位
1
错1项，该电阻测试项不得分
电容
C6
标称值
介质
质量判定
1
错1项，该电容测试项不得分
二极管
D1
正向电阻
反向电阻
测量档位
质量判定
1
错1项，该二极管测试项不得分
三极管
Q8
画出外形示意图标注管脚名称
电路符号
质量判定
2
错1项，该三极管测试项不得分
开关
S1
画出顶视图，对应原理图标出脚号
电路符号
质量判定
1
错1项，该电位器测试项不得分
数码管
DS1
画出外形示意图标注管脚名称
电路符号
质量判定
2
错1项，该数码管测试项不得分
元件挑选
全部元器件
元器件应用正确
2
元件装错、漏或损坏1分/件
万用表的使用和维护
万用表正常使用和维护
操作全过程无失误
2
各项操作方法不当及失误扣0.5分/项
二、电子产品装配（50分）
工艺要求：
元件安装整齐、焊点美观
内容
技术要求
配分
评分标准
得分
元器件安装
1、元件引脚加工尺寸及成型符合相关装配工艺要求。
2、元件安装应横平竖直。
3、元件字符方向应与PCB的字符方向一致。
4、红外发射和接收管在安装时，管头与管头应对准，发射和接收管都为卧式安装。
10
检查成品，不符合要求的，每处每件扣3分/件。
焊点质量
1、焊点大小适中，无漏、虚、连、假焊点，焊点光滑、圆润、干净、无毛刺。
2、焊盘不应脱落。
3、修剪管脚长度合适、一致、美观。
15
安装质量
1、集成电路，二、三极管及导线安装应符合工艺要求。
2、元器件安装牢固，排列整齐。
3、无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。
10
工具的使用和维护
1、电烙铁的正确使用和维护。
2、万用表的正确使用和维护。
3、螺丝刀、斜口钳等工艺的正确使用。
7
根据监考记录，工具的不正确操作，每次扣3分。
工作环境
1、工作过程中应保证工作台的整洁。
2、工作完成后应降工作台和测试设备清理干净，测试设备应归位。
8
根据监考记录和结束时的现场环境每次扣3分
1、
（一）电路检修（本项分2小项，每小项9分，共18分）
要求：
在模拟电梯电路线路板上，已经设置了两个故障。
请您根据电路原理图加以排除，故障排除后电路才能正常工作（可参看本项目的第
（二）项电路功能）。
并请完成以下的电路检修报告。
1．故障一 电路检修报告
故障
现象
（1分）
P1口接入9V交流电源后，电源上电后，显示正常，但是按楼层键后，就立刻复位
故障
检测
（4分）
上电后显示正常，说明单片机写入了程序。
一般单片机复位，主要是单片机电源电压过低造成，当有电机运行时，会产生反向的电动势，会拉低单片机电源。
测量单片机的40脚，发现电压不到5V，再测量7805输入端，电压不足，只有8V，重点检测电源的整流桥部分。
故障点
（2分）
VD2的阴极断路
故障
排除
（2分）
对照电路图，连接VD2阴极和VD1的阴极，重新上电，单片机正常。
2．故障二 电路检修报告
故障
现象
（1分）
楼层上下正常，但是开关门不正常，但开关门不正常，无法检测到关门
故障
检测
（4分）
检测红外对射二极管，测量发现二极管接收不到信号
进一步检查，发现接收管焊反，电路板丝印画反
故障点
（2分）
接收二极管丝印画反
故障
排除
（2分）
把RE1二极管重新按原理图焊接
2、完成检测报告分析
（1）刚上电时，STC89C52RC的9脚的电平变化情况是：
先__高__电平，然后保持__低__电平不变。
（2）74HC573的一脚作用是____输出使能___________，若将此引脚接高电平，则74HC573的数据输出引脚将呈现__高阻______状态。
（3）电阻R12~R21的作用是____限流___。
（4）DS1，DS2是共__阴____（阴/阳）数码管。
（5）若需要DS2显示数字“1”，则单片机P0.0~P0.7口应该输出的数据是__01100000____（二进制方式表示），BIT1控制端应该置__低电平__（低电平/高电平）。
（6）假设红外发射管IR1的管压降为1.5V，则流过它的电流是__17.5___（mA）。
（7）红外接收管后级的三极管Q10的作用是__开关_____。
2、电路原理分析。
（6分）
（1）分析下图电路
①若P1口输入50HZ，峰值10V的交流信号，画出C8正端的波形
②若P1口1脚接9V电池的负极，2脚接9V电池的正极，C8正端电压为多少？
若P1口2脚接9V电池的负极，1脚接9V电池的正极，C8正端电压为多少？
3、绘制电路图
根据元器件封装尺寸画出封装图
根据电路原理图画出PCB版图，要求布局合理，走线清晰。
电路原理图：
元件封装尺寸：
三极管（引脚排列为E,B,C）单位（mm）
电容，电阻，可调电阻封装尺寸
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