09电子技能模拟赛.docx
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09电子技能模拟赛
1.1产品描述
产品名称
红外线遥控装置
产品功能及原理简介
通过红外发射器上的两个按钮，遥控主板上的直流电动机的工作和发光管的循环点亮。
1红外发射电路
该电路主要由时基集成电路NE555﹑按键﹑红外发射管构成。
按下不同的按键，在接收端产生相应的工作效果。
2红外接收及控制电路
该电路主要由红外接收﹑运算放大器﹑锁相环译码器LM567﹑两路输出控制电路组成。
两个锁相环译码器U3﹑U4，各自识别自己对应的按键，识别成功后在LM567第8脚输出低电平，控制对应的电路，具体如下：
若SW1按下，则继电器吸合，直流电动机转动；放开SW1电动机停止转动。
若点动按键SW2，则发光二极管D4~D7顺次循环点亮。
电
路
调试方法及元件说明
电路焊接好后，检查无误，即可通电调试。
1调试发射电路
接通电源，连接器CON1的VCC﹑0V分别接通电源的
+8V和地。
分别按下SW1和SW2，用示波器测红外线发光管两端，有不同的波形。
2调试接收及控制电路
将红外发射管与红外接收管对准。
1调节可调电阻R8，使按下SW1时，U3第8脚输出低电平，继电器动作，电机旋转；放开SW1时，U3第8脚恢复高电平，继电器释放，电机停转。
2调节可调电阻R15，使按下SW2时，U4第8脚输出低电平。
点动SW2时，发光二极管能顺次点亮。
3按钮SW1与SW2之间无干扰。
1继电器介绍
继电器是自动电路中常用的器件，是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
电磁式继电器一般由铁芯﹑线圈﹑衔铁﹑触点簧片等组成的。
只要在线圈两端上一定的电压，线圈中产生电磁场，衔铁动作，动触点跳切换位置，常开触点吸合，同时长闭触点断开。
当线圈断电后，电磁铁的吸力也随之消失，触点恢复原来状态。
继电器管脚如图1所示：
2集成电路LM567
LM567是一块锁相环译码器，工作频率＜500KHZ。
其内部方框图和引脚图如图2所示。
图1继电器管脚图图2LM567内部框图
LM567可以构成振荡﹑调制器﹑解调器，如图3。
LM567各引脚功能简介如下：
1脚：
滤波，所接电容应大于2脚电容的两倍。
2脚：
进行高频载波调制时，音频信号由该脚输入；进行解调时，音频信号由该脚输出。
3脚：
载波输入，Vi>25Mv。
4脚：
电源脚。
5脚：
振荡输出。
若2脚输入音频信号，则该脚输出受音频调制的调频载波信号。
6脚：
定时电容。
7脚：
接地。
8脚：
当3脚收到与本机振荡频率一致的载波时，8脚变为低电平。
该脚为集电极开路输出，最大灌电流100mA。
3集成电路NE555
NE555是一块时基集成电路，它可以构成多谐振动器、单稳态触发器、施密特触发器等。
它是一块用途广泛的集成电路。
NE555集成电路管脚如图4，内部等效电路如图5.
图4NE555管脚图图5NE555内部等效电路
1脚：
公共地端为负极。
2脚：
低触发端TR，低于1/3电源电压时即导通。
3脚：
输出端Q，电流可达200mA。
4脚：
强制复位端R，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VC，不用时可悬空，或通过0.01uF电容器接地。
6脚：
高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压时截止。
7脚：
放电端DIS。
8脚：
电源正极VCC。
4集成电路4558
MC4558是双运放集成电路，它采用8脚双列直插塑料封装，如图6所示。
它内部包含两组相同的运算放大器，除电源共用外，两组运放相互独立。
4脚接负电源，8脚接正电源。
有两组同引脚功能的双运放集成电路还有很多，如TL082，NE5532等。
5集成电路CD4017
CD4017的基本功能是，在时钟脉冲的作用下，Q0~Q9依次循环输出高电平，没满十个脉冲，进位Qcc输出一个进位脉冲。
引脚排列如图8。
图6MC4558管脚图图8CD4017管脚图
1.2产品电路原理图
1.3考试试题
元件筛选与测试（15分）
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，检测过程中将部分元件检测结果填如下表。
元器件
识别及检测内容
配分
评分标准
得分
电阻器
2支
标称值（含误差）
测量值
测量档位
每只1分共计2分
每支电阻检测错1项，该电阻不得分。
R3
R7
电容器
2支
标称值（uF）
介质
质量判定
每只1分共计2分
质量判定分为：
可用、断路、短路和漏电4种，按测量结果填写。
每支电容检测错1项，该电容不得分。
C4
C8
二极管
4支
正向
电阻
反向
电阻
材料
质量判定
每只1分共计4分
质量判定可分为：
可用、漏电流大、击穿和断路4种。
检测错一项不得分
D1
D2
D5
D6
三极管
1支
管外形示意图
标出管脚名称
材料
质量判定
每只1分共计1分
质量判定可分为：
可用、漏电流大、击穿和断路4种。
检测错一项，扣1分
错两项以上，不得分
Q1
继电器
1支
管外形示意图
标出公共端和
常开常闭管脚
质量判定
每只2分共计2分
质量判定分为：
可用、断路、短路3种，
检测错一项，扣1分
错两项以上，不得分
元件筛选
全部元器件
元件应用正确
2
装错、漏装或操作损坏元件扣一份/件
万用表的使用和维护
万用表正常使用和维护
操作全过程中，对万用表的使用逐工位检查
2
各项操作方法不当及错误操作手法扣一分/项
电路的调试（40分）
一、实现电路功能（10分）
鉴定内容
设备
技术要求与评分标准得分
实现功能
万用表
示波器
电子计数器
按要求完成各项功能，每项
功能4分，共8分；
元器件及部件损坏，扣2分。
二、完成检测报告（13分）
1、利用仪器，检测Uout1-Uout3的输出频率，记录波形并填写下表：
（9分）
按下SW1测量U1第三脚：
Uout1：
记录波形
示波器
电子计数器
时间档位：
幅度档位：
峰峰值：
频率读数：
周期读数：
按下SW1测量U2第一脚：
Uout2：
记录波形
示波器
电子计数器
时间档位：
幅度档位：
峰峰值：
频率读数：
周期读数：
遮住LED2，测量U3第8脚：
Uout3：
记录波形
示波器
电子计数器
时间档位：
幅度档位：
峰峰值：
频率读数：
周期读数：
2、在接通电源的情况下，测量集成电路U1和U3各脚电位？
（V）：
（4分）
U1NE555
引脚
1
2
3
4
5
6
7
8
电位
（V）
U3LM567
引脚
1
2
3
4
5
6
7
8
电位
（V）
注：
记录三位有效数字
三、电路分析（7）
1、分析红外发射电路中，R1、R3、R4、D1、D2、SW1、SW2各元件的作用。
（2分）
2、分析红外线信号电路中LED2、U2A等元件的作用。
（2分）
3、说明继电器线圈上并联的二极管D3的作用。
（1分）
3、红外线识别电路中，调试时，调节R8和R5的目的是什么？
（2分）
四、故障分析（10分）
（1）在接通电源的情况下，Q1的E极电压不为VCC（大约），分析故障原因。
（2分）
（2）集成电路U1无波形输出，分析故障原因。
（2分）
（3）操作按钮SW1，电动机控制正常，操作SW2发光二极管无反应，分析故障原因。
（2分）
（4）操作遥控器按钮SW1，继电器有吸合声，电动机不转，分析故障原因。
（2分）
（5）电路正常工作时，无发射或无接收，分析故障原因。
（2分）
一、原理图与PCB板图的设计（15分）
要求：
（总分15分）
1．考生在E盘根目录下建立一个文件夹。
文件夹名称为T+工位号。
考生的所有文件均保存在该文件夹下。
各文件的主文件名：
工程文件：
工位号
原理图文件：
sch+××
原理图元件库文件：
slib+××
Pcb文件：
pcb+××
Pcb元件封装库文件：
plib+××
其中：
××为考生工位号的后两位。
如sch96
注：
如果保存文件的路径不对，则无成绩。
2．
在自己建的原理图元件库文件中绘制以下元件符号。
（1）89S52（1分）
图189S52元件符号
（2）数码管符号（2分）
图2数码管符号
3．绘制原理图，附录2所示。
（4分）
要求：
分别将
（1）U2的P0.0~P0.7与U3的A0~A7
（2）U3的B0~B7与DS1的a~dp
（3）U4的4个输出端与R4~R7以及DS1的1H~4H
以上三部分之间的连线改为总线形式。
在原理图下方注明自己的工位号。
注：
图中的U3（74LS245）可直接使用元件库中的符号。
4．在自己建的元件封装库文件中，绘制以下元件封装。
（1）数码管元件封装（2分）
要求：
焊盘的水平间距：
100mil
焊盘的垂直间距：
430mil
图3数码管元件封装
（2）继电器元件封装（2分）
焊盘尺寸：
长：
150mil；宽：
100mil
焊盘孔径：
60mil
继电器引脚对应见图4，焊盘间距见图5。
图4继电器引脚分布图5继电器引脚间距
5．绘制双面电路板图（4分）
要求：
（1）电路板尺寸为不大于：
4000mil（宽）×3800mil（高）;
（2）将单片机控制与显示电路和风扇及加热电路分区域布局；所有元件均放置在TopLayer；
（3）信号线宽10mil，VCC线宽20mil，接地线宽30mil;
（4）对风扇及加热电路区域进行铺铜操作，填充格式为45Degree，与GND网络连接，工作层为BottomLayer；
（5）在电路板边界外侧注明自己的工位号。
一、安全文明（工具设备的使用、维护、安全及文明生产）
选手有下列情形，需从参赛成绩中扣分：
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。
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。
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。
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。
附录1电路图元件属性列表
LibRef
Designator
Comment
Footprint
Library
Motor
B1
RAD-0.2
MiscellaneousDevices.IntLib
Cap
C3
30p
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Cap
C4
30p
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
CapPol2
C5
10u
CC2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
自制
DS1
自制
自制
J1
Relay-SPDT
MiscellaneousDevices.IntLib
Header10H
JP1
HDR2X5
MiscellaneousConnectors.IntLib
Header2
JP2
HDR1X2
MiscellaneousConnectors.IntLib
Header10H
JP3
HDR2X5
MiscellaneousConnectors.IntLib
Lamp
DS2
PIN2
MiscellaneousDevices.IntLib
2N3904
Q5
BCY-W3/E4
MiscellaneousDevices.IntLib
2N3904
Q6
BCY-W3/E4
MiscellaneousDevices.IntLib
2N3904
Q7
BCY-W3/E4
MiscellaneousDevices.IntLib
2N3904
Q8
BCY-W3/E4
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R4
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R5
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R6
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R7
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R8
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R9
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R21
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R22
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R23
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R24
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
Res2
R33
10k
CR2012-0805
MiscellaneousDevices.IntLib
SW-PB
S1
SPST-2
MiscellaneousDevices.IntLib
Optoisolator1
SR1
DIP-4
MiscellaneousDevices.IntLib
自制
U2
89S52
DIP-40/D53
DS87C520-MCL
U2的参考元件
DallasMicrocontroller8-Bit.IntLib
74AC245MTC
U3
74LS245
J020
FSCInterfaceLineTransceiver.IntLib
SN54ALS04BJ
U4
74LS06
J014
TILogicGate1.IntLib
XTAL
Y1
11.0592
BCY-W2/D3.1
MiscellaneousDevices.IntLib
附录2电路原理图
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