2020年江苏省职业院校技能大赛电子电路装调与应用项目任务书（样题）选手工位号_________________________________________________________________________工作任务与要求请您在4小时内，完成四个部分工作任务，具体工作任务和要求如下：1.完成平板姿态传感电路的装配、检测与调试。

2.依托multisim 14和参考文档，完成指定电路板的故障分析和检修。

3.使用装配电路、MyDAQ连接成平板姿态感知系统；利用Labview2015完成系统控制界面制作，实现对电路的功能验证和参数测试记录。

4.利用Altium Designer10软件完成指定电路的印制电路板设计。

以上任务，除现场作品以外，请其余记录在计算机D盘根目录下，“Z+工位号作品”文件夹内，包括答题卡文档，并请复制到赛场发放的U盘中，裁判将依据现场电路板作品和上交的U盘文档进行评分。

空白的答题卡文档在赛场发放的U盘参考文件夹内。

任务一平板姿态传感电路的装配与调试(20分)根据图8所示原理图、图7所示装配图和表1所示元器件表，正确选取元器件，准确地焊接在赛场提供的印制线路板上。

（中职组10分）（教师组6分）焊接要求：在印制电路板上所焊接的电子元器件的焊点大小适中、光滑、圆润、干净，无毛刺；位置正确；无漏、假、虚、连焊。

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：贴片元器件焊接和直插元器件焊接。

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

平板姿态传感，当前常见的方案是采购专用加速度传感器芯片，体积小，应用也成熟了。

比如自控飞行器的飞行控制等等。

DZ181206电路采用的方案，也是部分集成加速度传感器采用的原理，只是材料工艺结构等方面的技术成果，使得集成芯片体积小功耗小，使用方便。

基本原理，是利用在重力作用下，加热气体的对流作用，是垂直向上的，如果在一个热源的上方，均等地布置四个热敏电阻，平板平放时，四个热敏电阻受到同样的对流空气加热，温度相同，表明平板是水平放置的。

见下图，如果平板有所倾斜，对流气体就会偏向左边或右边，使其相应温度升高。

只要我们检测到这个温度的变化，进行分析计算，就可以了解平板的姿态。

本电路采用电阻通电加热用作热源。

最大功率5瓦，这个电阻装配的时候需要注意不要紧贴电路板，需要悬空5毫米装配。

采用开关电源给热源电阻供电，有一个热敏电阻布置在热源电阻上，用于测量温度，防止太热。

过热时，热敏电阻阻值减小，使得比较器输出电平为高，过热指示灯亮，开关电源停止工作。

通过电位器可以调节过热保护的电压，也就是过热保护的温度可以通过电位器设置。

四个均衡布置的热敏电阻，其输出电压经过缓冲以后，进行差分放大，再进入单片机进行采样，以串口报告数据。

通过串口送入计算机进行分析和计算。

串口通信格式，9600波特，8+1，无校验。

计算机上通过串口调试助手可以读取数据。

按钮和一位数码管用于选择工作模式，选择单片机ADC采集的数据通道。

一共模式0—模式2三种工作方式。

模式0，CC0高，CC1高，测量和记录两路温度差信号，此时应放平平板，数据作为基准。

这是校正模式。

模式1，CC0高，CC1高，测量记录，发送数据。

这是姿态传感模式。

模式2，CC0低，CC1低，测量记录，发送数据。

这是温度测量模式，测量热源温度和环境温度。

现场发放的U盘的参考文件夹中，有串口调试助手程序，也有串口调试助手的使用说明。

波形测量记录(中职组10分)（教师组9分）在下发的U盘参考文件夹中，有电子电路装调与应用项目答题卡的文档，选手需在答题卡文档中作答。

示波器的图形文件，可以粘贴在答题卡中对应的位置。

（1）电路工作在模式0，使用双踪示波器，测量记录JP17和JP18引脚信号。

（2）电路工作在模式1，使用示波器，测量记录JP15电压信号。

（3）电路工作在模式2，使用示波器，测量记录TXD电压前六个波形。

任务二 电路板的故障分析和检修（20分）DZ190302为包含音频信号源的音频功率放大电路，U4B 及外围电路构成信号源电路，两个二极管的非线性特性用于反馈电路，可以稳定振荡器幅度，改善波形。

U4A 以及外部电路构成功率放大电路，二极管可以给功放管一定的偏置电压，减小交越失真。

调节电位器，可以调节本地信号的幅度，通过J2，可以放大外部输入信号。

在负载电阻为30欧姆条件下，要求本电路输出幅度可以达到12伏峰峰值输出。

123J1CO N3+9V-9V+9V-9V12J3输出567U 4B LM35832184U 4A LM358R310kR110.1R42k R610kR510kD 21N 4148D 11N 4148D 41N 4148D 31N 4148R210k R91.2kR11kR720kR108.2kR82kC610u F/25VC810u F/25V C510u F/25V C710u F/25V C3224C4224C2224C1224JP1JP2JP3R138.2kR120.1DZ190302音频功率放大器电路JP412J2输入Q 2B772Q 1D 882W120k +6V-6V图1故障电路板电路原理图图2 电路电路板元件布局图U U 图3电路部分仿真电路根据图3电路，再补充部分仿真源，模拟功率放大器的工作，在multisim 仿真环境进行部分电路的仿真，截图表示其结果。

U1=50mV,10kHz,U2=0 时仿真电路及显示结果截图（3分） U1=50mV,10kHz,U2=2V,3kHz 时仿真电路及显示结果截图（3分）记录电路参数(6分)故障排除后，正确连接电路，并将现场发放的30欧姆电阻，焊接在输出端（JP3、JP4可以用），使用现场通用仪器仪表，测量记录DZ190302电路板的相关信息，截图，粘贴在答题卡中对应的位置。

（1）调节电位器，使得输出电压峰峰值=1V ，双踪示波器测量JP2、JP3信号，截图。

（2）保持上节电位器位置，J2输入200Hz ，0.2Vpp 信号，测量JP3信号，截图。

（3）保持上节电位器位置，J2输入200Hz ，5Vpp 信号，测量JP3信号，截图。

任务三 电子电路应用系统搭建与控制（中职组35分）（教师组40分）平板姿态感知系统设计与调试一、 完成平板姿态感知系统连接（10分）。

系统框图如图4所示直流稳压电源平板姿态传感电路板My DA Q计算机系统串口图4 平板姿态感知系统框图计算机上使用串口调试程序，（参考文件夹内有，使用USB转TTL串口，如果系统中需要驱动支持，可自行安装）。

平板姿态传感电路板放平在台面上，使用纸杯倒扣在热源及传感器上方。

调节热源保护控制温度，使得热源温度不要太高。

1.记录1206电路板上电时候数码管显示内容。

（2分）2.记录模式0时串口接收到的内容，截图。

（2分）3.记录模式1时串口接收到的内容，截图。

（2分）4.记录模式1时，左边电路板抬高20厘米时串口接收到内容的截图。

（2分）5.记录模式2时串口接收到的数据，记录时间不小于20秒。

截图。

（2分）二、利用Labview2015完成平板姿态感知系统设计。

控制界面如图5所示；图5控制界面采用数据采集卡myDAQ采集DZ181206电路中ADC0、ADC1的电压值，同时，采集电路板上的通道控制信号，CC0、CC1，以及热源工作指示JP1。

分别使用MYDAQ设备的AI0,AI1,DI0,DI1,DI2端口。

系统要求1.显示MYDAQ设备采集的电路板ADC0电压，单位mV。

代表X轴。

2.显示MYDAQ设备采集的电路板ADC1电压，单位mV。

代表Y轴。

3.MYDAQ设备采集电路板上CC0信号，和CC1信号，双色显示，亮色表示高电平。

4.MYDAQ设备采集电路板上JP1信号，高代表热源停止加热，双色显示，亮色表示加热。

5.点击校正按钮时，系统记录下X和Y两轴的数值，作为零点，以后显示的数值应减去零点。

6.利用热敏电阻的公式，计算热源温度和环境温度，并显示。

7.模式1时，温度显示0度，模式2时，XY轴显示0mV。

1.完成界面设计，并截图（7分）系统界面截图2.操作控制过程截图（中职组10分）（教师组15分）电路板工作在模式0时的控制界面截图，注意需要连同串口调试助手接收界面在一个画面内。

电路板工作在模式1时，（预先在模式0进行过校正）将板子右边抬起大约20毫米，30秒后进行界面截图，注意需要连同串口调试助手接收界面在一个画面内。

电路板工作在模式2时，测量记录在刚好停止加热时的控制界面截图，连同串口调试助手接收界面在一个画面内。

3.使用仪表板截图（8分）使用MYDAQ采集卡和仪表板，测量DZ181206电路板参数，并截图。

电路板工作在模式1时，使用电压表测量JP3的电压，并截图（4分）电路板工作在模式1时，使用电压表测量JP17的电压波形，并截图（4分）任务四印制电路板设计（15分）要求：1．考生在D盘根目录下建立一个文件夹。

文件夹名称为Z+工位号。

2．根据参考文件提供的电路图和电路板文件，制作自己的电路图符号库和封装库，并使用自己的符号库和封装库完成后面的工作。

(1分)3．在自己的符号库和封装库中，设计LM324A和FJ5161AH的符号和他们的封装(2分)。

使用封装名称分别为SOP-14A和LED8x1。

4．利用参考文件夹中提供的平板姿态传感电路原理图文件，根据图6完成绘制。

（3分）要求：在原理图上标注元器件位号、参数，在原理图下方注明自己的工位号。

5．根据设计完成的电路原理图，设计PCB印制电路板图。

（9分）要求：（1）在机械层绘制电路板的物理边界，尺寸：80mm×140mm。

（2）四个固定孔尺寸；孔径3mm，孔中心距离板子边2.5mm。

（3）左下角为原点，热源R30放在坐标（40mm，40mm）处，四个热敏电阻距离热源20mm放置。

（4）以热源为中心，在顶层丝印层画一个圆，半径30mm。

线宽0.2mm。

（5）除了热源电阻，其他可能发热的元器件尽可能远离这几个热敏电阻。

（6）一般布线间隙0.2mm。

布线线宽0.2mm，电源相关导线和输出线线宽0.6mm。

（7）双面敷铜接地，敷铜间隙0.4mm。

（8）在电路板上部外侧注明自己的工位号。

0P 1.0/X 19P 1.1/X 210P 1.2/V R E F11P 1.312P 1.413P 1.514P 1.615P 1.7160P 2.025P 2.126P 2.227P 2.328P 2.429P 2.530P 2.631P 2.7/C 2D320000A 7B 6C 4D 2E 1F 9G 10D P 5C OM 30L E D 0L E D 1L E D 2L E D 3L E D 4L E D 5L ED 6C 2D C 2C0G N D00000000000o C0o C0o C0o C0000V +4V -1100000000000000000平板姿态传感电路图6图7 DZ181206电路板装配图装配注意事项排故板DZ190302电路板的电位器和接线端子需要自己焊接装配。