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理图、材料清单及焊接套件完成电路板焊接装配任务，装配工艺按照典型电子产品装接 工艺要求执行。各参赛队选手在裁判长宣布比赛后 30 分钟内完成下发元器件的核查，若 元器件缺损可以申请更换，超时申请元器件将按照每申请一个扣 1 分计入总成绩。圆度 测量仪信号调理电路焊接在 DCP-226-A（多功能万用板）上，选手自行设计 R10、R13 电阻值和 C5、C6 电容值的参数，使 J1 点输出频率为 4KHz~5KHz 的正弦波（以示波器 测试结果为准），R10、R13、C5、C6 参数的可选择范围仅限于组委会下发的材料袋中的 直插电阻和直插电容（严禁选手使用自带元件）。 圆度测量仪的装调：圆度测量仪的装调工作要求在如图 4 所示意的同规格机箱中完成。 安装套件包括机箱、前面板、后面板、安装底板、DCP-400-A（STM32F103 核心板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）、DCP-218-A（H 桥 PWM 输出直流减速电机驱动 板）、DCP-208-A（串口 A/D 转换电路板）、DCP-226-A（焊接在多功能万用板上的信号调 理电路）以及必需的电气附件。
盘后可以对位移传感器进行标定。通过键盘上的“A”、“B”键来切换设置大盘校准和小
盘校准电压，通过在设置对象前增加“◆”号来表示当前的设置对象（按下“A”键，“◆”
号上移；按下“B”键，“◆”号下移）。将装置上的被测圆安装上大盘，当前电压显示
大盘对应的信号调理电路输出电压，按 D 键将当前电压值标定至大盘校准电压；然后将
圆法和最小二乘圆法四种方法，其中最小二乘圆法也叫平均圆法，当被测圆上各测点或误差 曲线上的点至某圆圆心的距离平方和为最小时，该圆即为最小二乘圆，各测量点到该圆心的 最大距离和最小距离之差即为该被测圆的圆度误差。在本赛项中假设直流减速电机的轴心即 为同心圆的圆心位置。
圆度测量仪被测圆的半径测量采用电感式位移传感器，电感式位移传感器的结构示意图 如图 2 所示：
二、 功能与技术要求
1.系统原理说明 本赛项圆度测量仪的测试装置如下图 1 所示： 被测圆
位移传感器
图 1 圆度测量仪测试装置
在本测试装置中，被测圆安装在直流减速电机上，由直流减速电机带动产生旋转运动， 电感式位移传感器测量用于测量被测圆的实际半径。测试装置上的接线端子 1、2 接原边（激 励线圈），3、4 和 5、6 分别接副边 1、副边 2（两个次级线圈）；接线端子 M+、M-为直流电
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三、提交方式
提交的文件刻录在组委会下发的光盘上递交。各队完成的全部文件存放在“2020DS××” （2 位数字，竞赛队工位号，在参赛队报到后通过抽签获得）文件夹中。提交的电子文件采 用统一命名规则（类型名＋工位号），不得以其他名称命名电子文件。因保密要求，提交的任 何文件中不得出现学校名称及设计者姓名；电子文件名称不符合命名规则，体现学校信息的， 总成绩以零分计算。示例：工位号为“02”的参赛队，建立的文件夹名称为“2020DS 02”，印制 板图文件的文件名为“印制板图 02”，扩展名为默认。
图 8 装置面板及按键定义图
通过圆度测量仪前面板的按键（图 8 中的按键对应于 DCP-400-A 模块中的相应按键）设 置相关参数，可以实现圆度测量仪的参数设定和圆度测量功能。 系统上电后，核心板上蜂鸣器鸣叫一声，时长 3 秒，然后显示欢迎界面，如图 9 所示。
界面底部“请按 D 键进入菜单”每隔 1 秒闪烁一次。按下面板上的“D”号键，进入系 统菜单。
参赛队需确认成功提交竞赛要求的文件，监考人员在监考记录单中情况记录栏做记录，
并与参赛队一起签字确认。
提交的文件清单如下：
序号 1
文件夹名称 PCB 设计文件
保存的文件 生成的 BOM 表（PDF 格式）、PCB 图（Altium 格式）
四、评分标准
序号 评分项目
安全操作规范 1
(10%)
电子设计工艺 2
圆度测量仪的后面板需安装 220V 交流电源插座（用于整机供电），以及与圆度测试器的 连接插座。后面板的布置如图 6 所示：
图 6 后面板示意图
（3）软件编程和调试 通过面板上键盘实现圆度测量仪系统的设置、校验和执行功能，各界面之间关系如图 7 所示，面板上键盘功能定义如图 8 所示。
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图 7 界面关系图
分值
3 2 3 2 10 10 12 6 12 8 10 6 16
超过规定时间补领元器件（每个）
1
更换或使用原厂 DCP-400-A（STM32F103 核心
5
扣分项
板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板） 10
（限 1 次）
更换或使用原厂信号调理电路板（限 1 次）
图 13 手动测量示意图
图 14 自动测量示意图
图 15 数据回看功能界面示意图
本赛题包含印刷线路板设计、圆度测量仪的装调和圆度测量仪软件编写，参赛队在设计 及制作时根据参赛队自身情况，合理安排分工，完成各项任务。
在参赛队自己焊接的 DCP-400-A（STM32F103 核心板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）不能正常工作时，可以采用参赛队自带的成品训练板代替，但根据竞赛规程将扣 10 分。参赛队自己焊接的信号调理电路（焊接在 DCP-226-A 多功能万用板上）不能正常工作时， 可以采用组委会提供的成品板代替，但根据竞赛规程将扣 10 分。
参赛队员需自行完成圆度测量仪机箱内的布局设计和装调工作。 圆 度 测 量 仪 的 前 面 板 需 安 装 DCP-400-A （ STM32F103 核 心 板 ） 或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）和电源开关。前面板的布置如图 5 所示：
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圆度测量仪
图 5 前面板示意图
要求参赛队完成以下功能： （1）印刷线路板绘制 根据赛项下发电子文档的 PCB 文件夹中给定的圆度测量仪主板原理图，完成紫色框中
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参数设计区中 R15、R17 电阻值和 C6、C7 电容值的参数设计，使原理图完整。在赛 项给定的 PCB 外形尺寸（如图 3 所示）进行印制电路板的设计； 线路板约束规则要求：采用双层板，最小间距 6mil，最小线宽 8mil，过孔最小孔径 15mil， 过孔最小直径 30mil，敷铜最小间距 12mil； 绘制完成后要求生成以下文件： 完成整个工程后，输出 BOM 表，保存为 PDF 格式。 完成整个工程后，输出 PCB 文件。 各参赛队在设计 PCB 时，不得改变给定的 PCB 文件板面尺寸大小、已给定的安装固 定孔的位置。
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图 9 欢迎界面
图 10 系统菜单示意图
系统菜单如图 10 所示，包含：1、参数设定；2、圆度测量，通过面板矩阵键盘上相应的
数字键选择进入对应的子功能界面。
参数设定子功能界面如图 11 所示，包含大盘校准、小盘校准。圆度测量仪配有两个标准
直径的圆盘，直径分别为 95mm（小盘）和 105mm（大盘），在被测圆位置安装上标准圆
装置上的被测圆更换为小盘，当前电压显示小盘对应的信号调理电路输出电压，按 D 键
将当前电压值标定至小盘校准电压；校准完成后按“#”号键返回上一级菜单。 圆度测量子功能界面如图 12 所示，包含手动测量、自动测量及数据回看。通过面板矩阵
键盘上相应的数字键选择进入对应的子功能界面, 按“#”号键返回上一级菜单。。
(20%)
电子装接工艺 3
(30%)
任务与功能验证 4
(40%)
评分细则
安全用电 环境清洁 操作规范 团队合作与职业岗位要求 绘制印刷线路板符合赛卷强制性功能要求 绘制印刷线路板符合设计工艺要求 印刷线路板焊接工艺 电子产品作品安装工艺 电子产品作品接线工艺 电子产品作品的硬件调试与测量 传感器应用 电机驱动与运动控制 控制程序编程
的电压值，并根据电压值实时显示被测盘片的半径。测量工作完成后，按“*”号键返回
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上一级菜单。 自动测量功能界面如图 14 所示，将装置上的被测圆安装为不规则盘片，手动输入测量角
度范围，角度起始点以进入圆度自动测量界面时被测圆接触点的位置为零位。按“D”键启 动直流减速电机，直流电机转动到输入的测量角度后自动停止转动。在直流电机转动过 程中，每转动 3 度，实时显示一次传感器测量的电压值和实时转动角度值，并根据电压 值实时显示被测盘片的半径。将被测盘片的半径测量数据记录在单片机的内存中，用于 数据回看（仅存储本次测量数据）。测量工作完成后，按“*”号键返回上一级菜单。 数据回看功能界面如图 15 所示，将存储的被测盘片的半径测量数据以图形方式显示转动 角度和半径的关系，半径的零位以被测圆的名义半径 50mm 为零位，当实际测量半径大 于 50mm 时，测量值显示在坐标上方；当实际测量半径小于 50mm 时，测量值显示为坐 标下方。图形显示完成后蜂鸣器以 1Hz 的频率鸣叫三声，系统自动返回主界面。
图 4 机箱参考图形
DCP-208-A（A/D 转换板）、DCP-218-A（H 桥 PWM 输出直流减速电机驱动板）采用参 赛队自带的成品线路板。
DCP-400-A（STM32F103 核心板）或 DCP-300-A （IAP15W4K61S4 核心板）、DCP-226-A （焊接在多功能万用板上的信号调理电路）由参赛队采用散件焊接调试。
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机的输入端；VCC、GND、A、B 是电机测速模块接线端。 圆度是衡量实际圆对理想圆变动量的一项指标，其公差带是以公差值 t 为半径差的两同
心圆之间的区域。圆度公差属于形状公差，圆度误差值不大于相应的公差值，则认为合格。 在实际测量中，两同心圆圆心位置的确定有最小包容区域法、最小外接圆法、最大内切
图 3 圆度测量仪主板 PCB 尺寸布局示意图
（2）硬件焊接组装和调试 电 路 板 装 调 ： 根 据 提 供 的 DCP-400-A （ STM32F103 核 心 板 ） 或 DCP-300-A