2020 年山东省职业院校技能大赛“电子电路装调与应用”项目 (中职组)工作任务书

2020年山东省职业院校技能大赛“电子电路装调与应用”项目(中职组)工作任务书

2020年山东省职业院校技能大赛

电子电路装调与应用赛项

(中职组)

工

作

任

务

书

赛位号:

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2020年山东省职业院校技能大赛“电子电路装调与应用”项目(中职组)工作任务书

工作任务与要求

请您在4小时内，根据任务书的相关说明和工作要求，完成赛场提供的相关电路的

装配焊接、调试、排故、系统搭建、绘制界面功能联调；并完成指定电路的PCB绘制，

具体工作任务和要求如下：

1.根据装配与焊接要求，完成医院病房监护系统电路电路的装配、焊接，按要求进

行排故、调试，使用数据采集卡myDAQ，按任务书要求完成相关数据测量、采集，并把

结果记录在相关位置。

2.根据任务一自己焊接的医院病房监护系统电路，完成电路故障检修报告和电路仿

真。

3.根据信号发生器电路原理图，从赛场提供的YL-292单元电子电路模块中选取相

关模块，对信号发生器电路进行搭建、调试；根据任务要求制作信号发生器控制界面制

作，实现应用系统的功能监测联调。

4.使用AltiumDesigner16软件绘制任务三工程文件和元器件封装，并完成PCB图

的绘制。

温馨提醒：装配焊接（20分）和排故仿真（15分）两个任务合成

任务一，总分35分。

注意：

1.赛场提供的资料全部存放在赛场提供的U盘“赛场资料”文件夹中。

2.选手的作答全部在答题卡完成，作答在任务书上视为无效。

3.选手在D盘建立“×××提交资料”文件夹（×××为赛位号），所有上交资料

都必须保存到“D:\×××提交资料”文件夹中，同时把“×××提交资料”在比赛结

束后备份存入U盘一并提交。

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任务一电子电路装配焊接、故障检修及仿真（35分）

一、电子电路装配与焊接（直插元器件装配与焊接3分，贴片元件装配与焊接4分，

共7分）

根据医院病房监护系统电路元件清单（附表1-1）、医院病房监护系统电路原理图

（附图1-1）及步进电机、喇叭安装示意图示意图（附图1-2）,选择所需要的元器件,

把它们准确地焊接在赛场提供的印制电路板上。

要求:（1）在印制电路板上所焊接的元器件的焊点大小适中,无漏、假、虚、连焊,

焊点光滑、圆润、干净,无毛剌；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。（2）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、

紧固件安装可靠牢固；线路板和元器作无烫伤和划伤处,整机清洁无污物。

二、故障检修（9分）

装配焊接完成的电路板，已经设置了三个故障，根据医院病房监护系统电路原理图

（附图1-1）和电路功能<见三、电路功能调试>进行故障排除，排故后完成表1-1

电路检修情况记录表。

表1-1电路检修情况记录表

序号故障点故障排除前现象故障排除后现象

1

2

3

三、电路功能调试（4分）

医院病房监护系统电路模拟医院病房监护，通过按键切换可以显示患者体温、心率、

点滴速率，并对其测量值检测，超过正常值的体温、心率、点滴速率会自动报警，电路

除了常规的监测功能，还有呼叫功能，通过按键可以进行呼叫和消除呼叫在正常工作时：

S2为“0”，S3为“0”。

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注意：赛场提供的焊接所需的单片机已写入程序，选手无需再下载程序。

1.接通±12V和5V电源电压，按键S2和S3拨到“0”，接着按一下复位键S6。LED9

（+12V）、LED10（-12V）、LED1（+5V）、LED2（+3.3V）指示灯常亮；

2.系统初始化结束后，数码管显示“NO.-01”如图1-1；

图1-1系统初始化界面

3.按下“切换”键后，数码管发生变化，显示切换成体温，LED6点亮、LED7熄

灭、LED8熄灭；用电烙铁靠近IC6温度传感器18B20，快速模拟温度变化，当体温大于

或等于38℃，LED4点亮，喇叭发出声音，健康系统发出“警告”；当温度低于38℃，L1

熄灭，喇叭停止发声，健康系统“警告”解除；

说明:心率和点滴速度处于正常值的情况下进行该操作。

4.在数码管显示体温的界面时，按下“切换”键，数码管发生变化，显示切换成点

滴速度（每5s滴下的点滴数量），LED7点亮、LED6熄灭、LED8熄灭；用手按住电机MS1

超过5s，模拟超过5s没有点滴落下，当点滴超过5s没有滴下，LED4点亮，喇叭发出

声音，健康系统发出“警告”；当点滴5s内有滴下，L1熄灭，喇叭停止发声，健康系统

“警告”解除；

说明:体温和心率处于正常值的情况下进行该操作。用手按住电机时间不宜过久，

以防电机烧坏。

5.在数码管显示点滴速度的界面时，按下“切换”键，数码管发生变化，显示切换

成心率（每分钟多少次），LED8点亮、LED6熄灭、LED7熄灭；心率大于等于140/min

或低于等于50/min，LED4点亮，喇叭发出声音，健康系统发出“警告”；当心率在

（50/min-140/min）范围内，L1熄灭，喇叭停止发声，健康系统“警告”解除；

说明:体温和点滴速度处于正常值的情况下进行该操作。手放在心率传感器IC1

TCRT5000上如图1-2，可以测得正常的心率，手不放在心率传感器IC1TCRT5000上可

模拟心率不正常情况。

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图1-2手放在心率传感器IC1TCRT5000示意图

6.按下“呼叫键”S4，呼叫护士，LED3点亮，喇叭发出呼叫提示“1号”，代表1

号病床患者呼叫。再一次按下“呼叫键”S4，LED3熄灭，喇叭停止呼叫。

四、电路数据测量（9分）

特别说明：第1、2、3的测量与故障检修完成与否无关。第4、5需要

排故后才能正确测量与调试。

1.使用自带的万用表测量TP4电压值，填写到答题卡指定位置。（1分）

2.用示波器探头接到测试点TP11，按下“切换”键，测量此时TP11波形，并截图

粘贴在答题卡指定位置。（2分）

3.用示波器波测量步进电机正常旋转情况下（未用手按住电机MS1），TP15处波形,

并截图粘贴在答题卡指定位置。（2分）

4.用示波器波测量TP16处波形,并截图粘贴在答题卡指定位置。（2分）

5.按下S1“讯通”按键，将线路板J1端子接上串口线连接电脑串口，讯通正常后，

按下“复位键”S6，运行“医院病房监护系统”工具，选择串口号，按下“呼叫键”S4，

截图图1-3所示界面呼叫状态（水印不需制作），并粘贴在答题卡指定位置。（2分）

说明：呼叫指示灯必须为报警状态，温度、点滴和心率为实时测量值。

温馨提醒：“医院病房监护系统”工具在电脑桌面

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图1-3呼叫状态界面

五、功能仿真（6分）

1.电路绘制与仿真（4分）

用Multisim14.1仿真软件绘制图1-4所示数码管显示电路，并对电路进行设计完善，

截图粘贴在答题卡指定位置。

要求：测量的焊接线路，将仿真图内S1开关打到正确的电压，运行仿真，使数码管

DS1可以显示数字“2”（数码管采用黄色数码管），LED2指示灯（指示灯采用红色指

示灯）通电正常显示行仿真软件。图内数码管DS1和指示灯LED2必须点亮，截图粘贴

在指定位置。

图1-4数码管显示电路

2.设置与测量（2分）

（1）对发光二极管LED2进行电流测量，用软件自带的万用表测量LED2点亮时流

过的电流，填写到答题卡指定位置。（1分）

（2）对IC2输出电压进行测量，用软件自带的万用表测量IC2（OUT）的输出电压，

填写到答题卡指定位置。（1分）

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任务二信号发生器系统搭建与控制（40分）

一、信号发生器搭建（6分）

1.根据信号发生器电路原理图（附图2-1-A）,1050A模块电路查看YL-1050A原理

电路图（附图2-1-B），从赛场提供的YL-292单元电子电路模块和YL-1050A模块中选

取相关模块，对信号发生器电路统搭建与调试。

将信号发生器原理方框图2-2填写完整，把答案填写到答题卡相应的位置。

注意：如果用到的EDM318、电源模块EDM315不再填入方框图

驱动电路

键盘电路控制电路EDM-（）

EDM-（）EDM-（）

显示电路

EDM-（）

转换电路、信号处（）

参考电压电路

理电路

YL-1050A-（）

EDM（-）（）

（）

图2-2信号发生器系统电路原理方框图

2.搭建系统的工艺，完成表2-1的填写。（2分）

表2-1跳线颜色

类型颜色

电源线（）色

地线（）色

3.程序下载

完成系统电路搭建后，用“亚龙单片机下载器”下载程序“信号发生器系统”。

二、电压电源检测模块测量（6分）

将myDAQ连接电脑和1050A模块，使用【NIELVISmxDigitalMultimeter】软件

选择正确的档位测量信号。

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1．测量Vout1电压值，把测量界面截图粘贴在答题卡指定位置。

2．当DIO0为高电平HI时，测量Vout2电压值，把测量界面截图粘贴在答题卡指

定位置。

3．当DIO0为低电平，将电位器RP2和RP3旋转至V-OUT电压输出为最小值，此时

调节电位器RP1，使得V-OUT输出为0V后，调节RP2和RP3旋钮，观察观察继电器K1

和K2，在继电器K1和K2继电器跳转时，分别测量V-OUT电压值，分别把测量界面截图

粘贴在答题卡指定位置。。

4．调节RP2和RP3旋钮，将使得V-OUT输出为2.5V，对软件进行测量，把测量界

面截图粘贴在答题卡指定位置。

注意：调节RP2和RP3旋钮，V-OUT输出为2.5V后不要在调节RP2和RP3,V-OUT

输出为2.5V用于搭接电路

三、信号发生器系统功能调试（10分）

1.界面显示功能

接通工作电源，液晶显示屏显示进入主界面如图2-3所示界面。

图2-3液晶显示屏

2.波形输出

V-OUT输出电压2.5V不改变，调节信号信号发生器电路原理图（附图2-1）电位器

RP3，放大输入波形，输出是输入的两倍，使用示波器存储功能存储同时测量端口AOUT

和OUT2波形，把波形图片粘贴在答题卡相应的位置；（允许出差10%）

3.波形切换

按下波形切换键（F1键），每按一下，液晶界面切换显示，液晶显示屏显示进入如

图2-4、2-5、2-6示界面。

图2-4方波图2-5三角波

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图2-6锯齿波

在按下按键同时观察HL1和HL2指示灯的状态，补充完成表2-2。

表2-2HL1和HL2指示灯的状态表

正弦波方波三角波锯齿波

HL1亮亮（）灭

HL2（）灭（）灭

4.频率增加

按下加键（↑键），每按一下，频率增加0.1Hz，大于100Hz，再按加键，就从10Hz，

再开始加，显示和输出波形都会有变化。

5.频率减少

按下减键（↓键），每按一下，频率减少0.1Hz，小于10Hz，再按减键，就从100Hz，

再开始减，显示和输出波形都会有变化。

6.步进值改变

按下步进值键（F2键），液晶界面切换显示进入步进值界面，如图2-7所示。

图2-7步进值界面图

在步进值界面，按下加键和减键可以修改步进值，修改参数后，再按下步进值键，

可以退出界面，在主界面再按下加键和减键可以步加和步减频率。

7.波形测量，测量OUT波形，将波形切换成锯齿波，峰峰值调节成5V，频率调节成

100Hz,使用示波器存储功能存储测量波形，把波形图片粘贴在答题卡相应的位置；（允

许出差10%）

四、信号发生器系统控制界面制作（8分）

1.前面板控制界面的制作（4分）

将YL-1050A模块DIO4-DIO7端口与主机模块的P3.4-P3.7端口用电子连线相连，

利用LabVIEW软件制作如图2-8所示信号发生器系统控制界面，把界面截图粘贴在指定

位置。（水印不需制作）

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图2-8系统前面板控制界面

（1）串口设置：选择创建需要的函数，在该函数里创建所需的输入控件和显示控

件，按图2-8所示：波特率输入控件默认值为2400；VISA资源名称输入控件采用COM1；

历史记录采用字符串显示，并且显示类型为“正常显示”。

（2）波形图设置：选择创建需要显示控件，波形至少显示两个周期以上，幅值为1，

偏移量为0。

（3）按键控制设置：选择创建需要的函数，在该函数里创建所需的输入控件，将

控件的标签改成图2-8信号发生器系统前面板控制界面里的文字。

（4）波形频率值设置：选择创建显示控制，实时显示频率。

2.程序框图截图（4分）

特别提醒：不管完成与否，按要求把程序框图截图粘贴在答题卡指定位置。

五、信号发生器系统控制界面控制（10分）

完成程序框图编写后，点击运行，按照步骤操作，实现如下功能。

1.串口通讯：搭接电路中每次按下波形切换按键，单片机串口发送的数据，单片

机以16进制从串口发送数据，正弦波时发送“00”，方波时发送“01”，三角波时发

送“02”，锯齿波时发送“03”，历史记录可以一直保存。

2.波形切换：按下搭接电路中切换按键，波形图内的信号类型（正弦波、方波、三

角波、锯齿波）和实物实时一致。

3.按键控制：按下界面内的“步进值、频率+、频率-、波形切换”按键，和实物按

键功能一致，可修改搭接电路中参数，如任务三中的3-6（步进值改变功能）。

4.按下界面内的“频率+、频率-”，波形图内的频率和搭接实物中的频率一致，并

且实时显示在波形频率值控件内。

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任务三印刷线路板绘制（15分）

一、建立文件夹（1分）

选手在D盘根目录建立的“D盘：\×××提交资料\任务三”文件夹，把绘制线路

板过程所需的文件均保存到“任务三”文件夹中，包括：工程库文件：×××.PrjPcb，

保存到任务三文件夹中。

原理图文件：×××.SchDoc

原理图元件库文件：×××.ScbLib

电路板图文件：×××.PcbDoc

元件封装库文件：×××.PcbLib

温馨提醒：“医院病房监护虚线框内电路原理图”在D盘:\赛场资料\任务三文件夹

中。

二、绘制原理图（4分）（水印不需制作）

1.根据赛场提供的相关元器件资料，红外传感器和集成μA741元器件。

a.自制原理图库红外传感器,命名“TCRT5000”引脚及尺寸大小（栅格大小为10）

如图3-1，对自制原理图库红外传感器窗口截图粘贴在答题卡指定位置。

图3-1

b.自制原理图库元件μA741，命名“μA741”，引脚及尺寸大小（栅格大小为10）如图

3-2，对自制原理图库元件μA741窗口截图粘贴在答题卡指定位置。

图3-2

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2.根据赛场提供的医院病房监护系统电路图纸（附图1-1）绘制虚线框内电路原理

图，除红外传感器和集成μA741元件，必须自制元器件，其他元件已在赛场提供的医院

病房监护虚线框内电路原理图内提供了，将自制红外传感器和集成μA741元件调入医院

病房监护虚线框内电路原理图内，并按照医院病房监护系统电路图纸（附图1-1）绘制

虚线框内电路完成线路连接，要求合理，美观。对绘制的原理图截图粘贴在答题卡指定

位置。

三、PCB封装绘制（2分）（水印不需制作）

新建的×××.PcbLib命名的封装库文件中，根据图3-3标识的尺寸新建一个以

“TCRT5000”命名的PC