教师组贵州省电子装配与调试项目参考答案.docx

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教师组贵州省电子装配与调试项目参考答案

（教师组）2014贵州省职业院校技能大赛中职组

电子产品装配与调试项目答案三

任

务

书

2014年5月10日

2014年贵州省职业院校技能大赛中职组

《电子产品装配与调试》教师组任务书（三）

　　　工位号：

成绩：

说明：

本次比赛工作任务共有5项目内容，共100分；由选手在规定的时间内独立完成，完成的时间为240分钟。

职业与安全意识

操作符合安全操作规程；工具摆放、包装物品、导线线头等的处理，符合职业岗位的要求；遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁。

1．工作过程安全

2．仪器仪表操作安全

3．工具使用安全、规范

4．搭建模块安全摆放

5．纪律、清洁

一、红外自动控制门元器件检测、焊接与装配（本项分3项，第1项2分，第2项15分，第三项7分，共27分）

1.根据给出的《红外探测自动门》电路图（附图1）和红外探测自动门元器件中的LED数码管实物，画出其中1位数码管的内部连接方式图。

3分。

评价参考：

能按上图所画给3分。

没有写出“共阳极”扣0.5分；没有标写脚号（或段码）的扣0.5分；画错发光二极管符号的扣2分。

2．元器件选择和电路板焊接（共15分）

根据给出的《红外探测自动门》电路原理图（附图1），选择正确的元器件并且准确地焊接在赛场提供的印制电路板上。

要求：

在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净,无毛刺，无漏、假、虚、连，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。

其中包括：

1）贴片焊接（本部分6分）

评价参考：

贴片焊接工艺按下面标准分级评价。

（A）A级：

所焊接的元器件的焊点适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺，焊点基本一致，没有歪焊。

给6分。

（B）B级：

所焊接的元器件的焊点适中，无漏、假、虚、连焊，但个别（1～2个）元器件有下面现象：

有毛刺，不光亮，或出现歪焊。

得5～5.9分。

（C）C级：

3～5个元器件有漏、假、虚、连焊，或有毛刺，不光亮，歪焊。

给3～4.9分。

（D）不入级：

有严重（超过6个元器件以上）漏、假、虚、连焊，或有毛刺，不光亮，歪焊。

得2分。

（E）完全没有贴片焊接得0分。

2）非贴片焊接（本部分9分）

评价参考：

非贴片焊接工艺按下面标准分级评价。

（A）A级：

所焊接的元器件的焊点适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺，焊点基本一致，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。

得9分。

（B）B级：

所焊接的元器件的焊点适中，无漏、假、虚、连焊，但个别（1～2个）元器件有下面现象：

有毛刺，不光亮，或导线长度、剥线头长度不符合工艺要求，捻线头无镀锡。

得7～8.9分。

（C）C级：

3～6个元器件有漏、假、虚、连焊，或有毛刺，不光亮，或导线长度、剥线头长度不符合工艺要求，捻线头无镀锡。

得4～7.9分。

（D）不入级：

有严重（超过7个元器件以上）漏、假、虚、连焊，或有毛刺，不光亮，导线长度、剥线头长度不符合工艺要求，捻线头无镀锡。

得3分。

（E）超过五分之一的元器件（15个以上）没有焊接在电路板上。

得0分。

3．产品装配（本项目10分）

根据给出的《红外探测自动门》（附图1）电路原理图，把选取的元器件及功能部件正确地装配在赛场提供的印刷电路板上。

要求：

元器件焊接安装无错漏，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；电路板上插件位置正确，接插件、坚固件安装可靠牢固；线路板和元器件无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。

评价参考：

电子产品电路安装按下面标准分级评价。

（1）A级：

焊接安装无错漏，电路板插件位置正确，元器件极性正确，接插件、紧固件安装可靠牢固，电路板安装对位；整机清洁无污物。

得10分。

（2）B级：

元器件均已焊接在电路板上，但出现错误的焊接安装（1～2个）元器件；或缺少（1～2个）元器件或插件；或1～2个插件位置不正确或元器件极性不正确；或元器件、导线安装及字标方向未符合工艺要求；或1～2处出现烫伤和划伤处，有污物。

得6～9.9分。

（3）C级：

缺少（3～5个）元器件或插件；3～5个插件位置不正确或元器件极性不正确；或元器件、导线安装及字标方向未符合工艺要求；3～5处出现烫伤和划伤处，有污物。

得4～5.9分。

（4）E级：

有严重缺少（6个以上）元器件或插件；6个以上插件位置不正确或元器件极性不正确、元器件导线安装及字标方向未符合工艺要求；6处以上出现烫伤和划伤处，有污物。

得3分。

二、红外探测自动门检修（共30分）

注意：

在你已经焊接好的《红外探测自动门》线路板上，已经设置了三个故障。

要求：

请你根据《红外探测自动门》电路原理和电路功能（电路功能请参考附带的《红外探测自动门功能》加以排除，故障排除后电路才能正常工作。

并请完成以下的检测修报告。

1．故障一检修报告（5分）

故障现象（1分）

　通电后，电源指示灯LED1不亮,整机不工作。

故障检修（2分）

　首先检查整机供电是否正常，检查P1端口+12V供电正常，测量C11两端电压11.85V，也正常，再检查C12两端电压为4.9V，说明稳压电路U4也正常，对照原理图再测量R1近5V电源的一端电压是0V，不正常，检查这一端到5V电源的电阻很大。

故障点（1分）

　细心观察C12的正极（+5V供电）没有铜泊与R1的电源端连接。

故障排除（1分）

　用导线连接C12的正极与R1的电源端，通电后LED1已经发光，测量+5V供电已经正常。

2．故障二检修报告（5分）

故障现象（1分）

通电后，电源指示灯LED1亮,单片机电路无法检测有人/无人情况。

故障检修（2分）

有人/无人检测电路是由红外检测电路和单片机共同组成，先检查TP2有人时电平有变化，再检查TP3有人时电平也有变化，LED2有人时发光，说明红外发射和接收电路正常，再测量TP4有人/无人时电平也有明显变化，测量U2的8脚有人/无人电平也有明显变化，也正常，对照电路原理图，再测量单片机28脚电平无变化，不正常，怀疑U2的8脚到单片机28脚之间开路。

故障点（1分）

　测量U2的8脚到单片机28脚之间电阻很大，观察发现U2的8脚到

单片机28脚之间的铜泊在中间断开。

故障排除（1分）

　将U2的8脚到单片机28脚之间的铜泊用导线连接好，单片机能够顺利检查有人/无人，电路修复。

3．故障三检修报告（5分）

故障现象（1分）

　通电后，单片机在检测到有人情况时，显示数码管显示有变化，但电机不转，并很快进入报警锁定状态。

故障检修（2分）

　根据故障现象及原理分析，原因应该在电机及其控制电路上，用万用表测量有人状态时单片机25脚电压变低，继续往后级控制电路测试，发现R39和R40公共端无电压变化，怀疑R39和R40公共端到单片机25脚之间开路。

故障点（1分）

　测量R39和R40公共端到单片机25脚之间电阻很大，观察发现R39和R40公共端到单片机25脚之间无连接铜箔。

故障排除（1分）

　将R39和R40公共端到单片机25脚之间用导线连通，当检测到有人状态时电机已能转动，故障排除。

4、红外探测自动门工作正常（本大项分8项，共18分）

要求：

已经焊接、装配和故障排除后的《红外探测自动门》电路板，可实现电路工作正常。

1．电源工作正常：

接上交流电源后，+5V电源正常，指示灯LED1亮。

（1分）

2．单片机控制电路正常。

（2分）

3．数码管显示电路正常工作：

显示能正常显示报警的代码、等待时间等信息。

（2分）

4、红外发射电路部分正常。

（2分）

5、红外接收部分正常。

（2分）

6、电路调试：

（每小题1分共3分）

（1）要求调整RP1使红外检测的灵敏度为离PBC电路板的高度为约20cm。

（2）调整RP2使红外检测有效延时时间大约为1秒—2秒（观察LED2的发光时间）。

（3）调整RP3使波形整形延时时间大约为1秒—2秒（观察LED5的发光时间），与LED2亮/熄几乎同步。

7．电机控制光电开关等电路正常。

（2分）

8．蜂鸣器电路正常。

（1分）

三、红外探测自动门数据测量（本大项分3项，共25分）

要求：

根据给出的附图1《红外探测自动门电路图》及已经焊接好的红外探测自动门电路板。

在正确完成电路的故障排除后，使用给出的仪器仪表，对相关电路进行测量，并把测量的结果填在相关的表格及空格中。

1．接通电路后，测量自动门在开门过程中，观察并测量TP1相关数据记录在下面表格中。

（10分）

评价参考：

（1）测量数据后面不写单位扣除该小题0.5分

（2）波形一般显示为2—6个周期，幅度一般要超过显示屏幕的一半（5格）。

画波形多于4个周期或幅度小于2格的扣0.5分，最多扣1分。

波形不正确不给分。

波形（4分）

频率（2分）

幅度（2分）

f=10KHz

Vp-p=4.6V

量程（1分）

20uS

2．接通电路后，测量自动门在开门过程中，观察并测量单片机24脚相关数据记录在下面表格中。

（10分）

评分注意：

因为市面小电机的参数参差，所以本小题的测量值离散性较大，测量结果可能与答案偏差较大。

波形（4分）

周期（2分）

幅度（2分）

T=4mS

Vp-p=4.3V

量程（1分）

1mS

分析单片机28脚处信号的参数，得知电机转速约为62.5转/S（2分）。

从结构上分析电机转速有这种关系的的原因是电机的转动轴上固定有塑料转盘，转盘上有四条遮光条纹，电机每转动一周产生4个脉冲。

（3分）

四、装配工艺卡片编制（本项分2项，共3分）

根据装配工艺卡片指定的元器件安装图片，完成下面装配工艺卡片的编制。

1.根据《装配工艺过程卡片》中“图样”，在“工艺要求”中一列其中的空格里填写工艺要求。

（1分）

装配工艺过程卡片

工序名称

产品图号

装配

PCB-20110625

序号

（位号）

装入件及辅助材料

代号、名称、规格

写出装配工艺要求或指出存在问题

元件放置

元件不偏离，不倾斜，引脚与焊盘接触面积不能少于总体75%

引脚焊接

焊料不能过多，以免造成连焊接

图样

2、写出详细的安装步骤（例如LM7805---TO-220封装）（2分）

元件

LM7805

图例

1、在散热片上涂适当的导热硅脂

2、将7805用螺钉固定在散热片上

3、适当加工7805的引脚

4、插入7805，焊接坚固

5、旋紧紧固螺母

五、绘画电路图和绘制元器件（共15分）

说明：

选手在E盘根目录上以工位号为名建立文件夹（××为选手工位号，只取后两位），选手竞赛所得的所有文件均存入该文件夹中。

各文件的主文件名包括：

工程文件：

××.prjpcb

原理图文件：

Sch××.schdoc

原理图元件库文件：

Schib××.schlib

元件封装库文件：

Plib××.pcblib

如果选手保存文件的路径不对或没有填写工位号，则不给予选手评分。

1．绘制电路原理图

内容：

使用ProtelDXP2004软件，根据下图绘制原理图（图5.1），并在电路图中的元器件符号上标明它的标号和标称值或型号。

图5.1电路原理图

（1）按下图格式在A4图纸右下角绘制下表，并填写表中内容文字。

（题号填写本项目书项目号）（3分）

评价参考：

能绘制表格（2分），填写表格中文字（1分）。

（2）绘制电路图，元件库中没有的符合选手可以自己绘制并保存到选手指定创建的原理图库文件中。

（12分）

评价参考：

能正确绘制电路图的得12分。

缺元器件一个扣1分（不再扣该元器件的连线分），没有使用国标符号一个扣1分（其中二极管和开关应该有自制符号，其它可以变通），缺一连线扣0.5分，元件型号、参数值、单位（比如电阻没有写单位Ω，误将μ写成u的）或封装不正确每处扣0.5分，最多扣12分。

红外探测自动门简述

红外探测自动门可以根据人接近红外感应情况，实现自动开关门、防夹等功能，模拟智能自动门禁系统。

二、电路结构

红外探测自动门由+5V直流电源、红外反射电路、数码管显示、单片机控制部分、计数器电路、蜂鸣报警、防夹保护、电机电路等组成。

三、工作原理简述

1、电源部分

12V直流经过电容滤波后经过U4稳压输出5V直流电压，供各单元电路使用。

2、单片机主控制电路

由51系列单片机构成，已经有固化程序（不需要下载程序），检测各种传感器的信息，根据内部设计的程序，驱动相关电路，完成对电路各种控制和显示功能。

3、红外检测电路

监测来自红外反射传感电路信号，检测是否有人靠近。

（1）红外发射电路

U2E和U2和外围电路产生方波，方波脉冲信号驱动Q4和红外发射管，发射红外光。

（2）红外接收电路

对管前无物体挡住时，TP2为低电平，有物体在红外对管前时，TP2为高电平，RP1可以调节红外接收的灵敏度。

（3）红外信号处理电路

经过Q5、Q6二级放大后经过U2A、U2B反相处理，再经过D9、R25、C15等组成的延时控制电路，RP2可以调整延时时间，然后再经过U2C和Q7等再次反相，再U3进行脉冲整形后产生有人/无人检测信号，传输到时单片机的相应端口。

4、开/关门执行机构

由开门由（直流电动机正转）表示，关门（直流电动机反转）表示。

规定顺时针旋转为正转，逆时针旋转为反转。

由Q8—Q13、电机、LED3和LED4等组成。

控制要求如下：

（1）当有人员通过红外反射传感器时，开门执行机构动作，直流电动机正转正转7s门全开后自动停止，表示自动门停留在开门位置。

数码管显示“F”+时间,表示正转（开门）。

注意：

在开门的过程中再次检查到有人，但是系统不会再动作，只会继续完成开门的整个过程。

（2）自动门在开门位置停留等待停转4s后，数码管显示“P”+时间,表示暂停保证人员安全通过。

（3）自动进入关门过程，直流电动机反转7s门全关后自动停止，表示自动门停留在关门位置。

数码管显示“r”+时间,表示反转（关门）

（4）当自动门在关门过程中，如果再次检测到有人时，则电机停转1s后，重新让门全开（时间是电机正转与之前反转已用去相同的时间差），然后重复停转4s，再反转关门，在关门位置停留等待时重新开始等待，然后再进入关门过程，以保证人员安全通过。

5、显示电路

开门时3位数码管DPY1—Y3显示门的工作情况（开门/关门/报警），Q3、Q4、Q5是位码驱动管。

开门时显示全开门（电机正转）的剩余时间，关门时显示全关门剩余时间（电机反转），红外门工作异常报警时显示110（意思是自动拨通110报警电话并自动发出定位信号，方便维

护人员快速准确定位进行救人或者维护）。

6、智能防夹保护功能

通过电机和转盘等机器结构，电机转动时在GD1上产生脉冲信号，送到单片机，如果在正常开/关门过程中一定时间内没有检测到光电脉冲的信号，就判断是电机负载过重或者意外停止转动，可能有人被夹或者自动门有严重故障，此时除进行复位外不能进行其他操作。

（由于市面电机差异较大，少数电机启动不佳，会导致单片机误触发报警，请复位后多实验几次。

）

7、声音报警电路

有人被夹发生危险时长时间发出“B声音”进行报警，声音电路由由Q15、SPK1等组成，由相应程序驱动发出必要的声音。

四、主要芯片介绍

1、STC89C51RC

8位单片机，完全兼容原来AT系列51单片机，其引脚和功能关系在电路图中标示。

引脚如图1所示，引脚功能说明如下：

（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

PSEN（29脚）：

外部程序存储器读选通信号。

ALE/PROG（30脚）：

地址锁存允许/编程信号。

EA/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）电源及其它

Vcc（40脚）：

电源端+5V。

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。

图1

2、CD4069

CD4069由六个COS/MOS反相器电路组成。

此器件主要用作通用反相器、即用于不需要中功率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中。

内部框图见图2

图2

3、NE555时基电路应用于单稳、双稳、无稳的的工作方式等。

内部框图见图3

图3

引脚功能说明：

1脚：

GND公共地端为负极；

2脚：

低触发端TRIG，低于1／3电源电压时即导通；

3脚：

输出端VO，电流可达2000mA；

4脚：

强制复位端

，不用时可与电源正极相连或悬空；

5脚：

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；

6脚：

高触发端THR，也称阈值端，高于2/3电源电压时即截止；

7脚：

放电端DIS；

8脚：

电源正极VCC。

4、78M05类别：

三端稳压器，输出电压：

5V，输出电流:

500mA（最大值），引脚功能见图4

图4

5、GK152槽型光电耦合器，引脚如图所示

功能说明：

1，2脚为输入端。

　　　　3，4脚为输出端。

红外探测自动门《安装说明》

一、U1要先焊接集成座，然后才把U1放进去。

U1已经写入程序，不能、也不需要去改变U1内部的程序。

二、GD1与转盘的安装如下图所示，安装步骤如下（见图6）：

1．安装直流电机DJ1，用螺丝固定直流电机DJ1在电路板上，连接电路。

2．安装塑料转盘，把转盘固定在电动机的转轴上。

3．安装GD1:

把GD1插入转盘上，用螺丝固定GD1，安装时必须要把GD1的中轴线经过转盘的轴心，要象图中那样，让转盘更多的进入凹槽，转盘边要安装在GD1的槽中间，电机也要转动灵活，最后焊接接电机引线，这样才能保证缺口转到的时候才透光，否则经常出现显示110不停报警的结果。

图6

附图：

红外探测自动门电路原理图

红外探测自动门元件清单

名称

规格型号

编号

数量

瓷片电容

104

C1,C2,C10

瓷片电容

30P

C3,C4

瓷片电容

102

C5,C6,C7,C8

瓷片电容

103

电解电容

100uF/16V

C11,C12

电解电容

10uF/10-50V

C13,C14,C15,C16

整流二极管

4001

D1,D2,D3,D4

贴片二极管

D5,D6,D7,D8

贴片二极管

贴片4148

1位共阳数码管

0.3寸一位共阳数码管

DPY1,DPY2,DPY3

双耳槽型光耦

GK152（需交换光敏脚）

GD1

9P排阻

10K-9P排阻

JP1

贴片LED

0805红色LED

LED1,LED3,LED4

3mmLED

3mm红发红

LED2

3mmLED

3mm绿发绿

LED5

310电机

310短轴电机

MG1

301接线端子

301-2P接线端子

DC2.1插座

DC5.5-2.1插座

贴片三极管

贴片8550

Q1,Q2,Q3

TO-90三极管

8050

Q4,Q7,Q8,Q9,Q10

TO-90三极管

9014

Q5,Q6

TO-90三极管

8550

Q11,Q12,Q13,Q14,Q15

直插电阻

4.7K

R39

直插电阻

10K

R2,R40

直插电阻

5.1K

R16

直插电阻

200

R17

直插电阻

100

R18

直插电阻

R19

直插电阻

470K

R20,R25

直插电阻

47K

R21

直插电阻

360

R37

贴片电阻

0805贴片1.5K

R1,R26,R33,R34

贴片电阻

0805贴片470

R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R41

贴片电阻

0805贴片10K

R11,R12,R13,R14,R30,R42

贴片电阻

0805贴片47K

R15

贴片电阻

0805贴片4.7K

R22,R24,R31,R36

贴片电阻

0805贴片1M

R23

贴片电阻

0805贴片1K

R27

贴片电阻

0805贴片20K

R28,R29

贴片电阻

0805贴片510

R32,R35

贴片电阻

0805贴片30K

R38

3296可调

RP1

3296可调

500K

RP2,RP3

微动开关

6*6*5

12mm有源蜂鸣器

SPK1

6P排针

TP1,TP2,TP3,TP4,TP5,TP6

5mm红外接收管

5mm红外接收

Rc1

5mm红外发射管

5mm红外发射

Tr1

40PIC座

写好程序的51

STC89C51

集成电路

贴片CD4069

集成电路

贴片NE555

贴片三端

贴片78M05

晶振

12M

稳压二极管

5.1V

胶柱

30mm

胶柱螺丝

3*4自攻

电机连线

5-10焊接线

电机螺丝

M2*3机丝

电机转盘

带黑线50齿齿轮

专用电路板

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