《2023年甘肃省职业技能大赛电子产品设计及制作赛项试题样卷A》

选手工位号

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工作任务与要求

参赛选手需要在4小时内，完成三部分工作任务，具体工作任务和要求如下：

任务一：根据赛题所给的电路原理图和印刷线路板约束条件，利用AltiumDesigner

软件绘制印刷线路板图；

任务二：完成指定电子产品的的装配、检测与调试；

任务三：按照赛题要求，完成程序编写工作。

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，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。

任务一印制电路板设计与建库（17分）

根据赛场给出的原理图文件，要求选手在该目录下建立以“DZ-xx-xx”（第一个xx，

2位数字，即竞赛队的场次；第二个xx，2位数字，即竞赛队工位号）命名的文件夹，

用于存放下面任务中完成的文件，产生的PCB各类文件命名为“类型名＋场次＋工位号”。

1、创建元件库（5分）

使用AltiumDesigner软件新建PCB封装库。完成自复位按键元件的PCB封装制作，

元件封装参数如图1所示。（比赛时裁判会对具体参数进行调整）

要求：（1）焊盘的水平间距：5.0mm；焊盘的垂直间距：12mm。

（2）焊盘HoleSize：1mm；X-Size：3mm；Y-Size：3mm。

图1自复位按键元件封装参数示意图

2、设计电路板（12分）

根据题目给出的原理图，应用AltiumDesigner软件完单片机C8051F340—AT89C51

转换接口电路的PCB设计。主要包括比赛指定型号的单片机、JTAG调试接口、5V/3.3V

转换电路三个电路模块，将TQFP-48封装的C8051F340，加上Header5X2H封装的JTAG

调试端口及5V/3.3V转换电路，要求所设计的PCB完成制做后能插入到比赛指定封装的

插座中。

电路原理图2所示，具体单片机封装参数如图3所示。

要求：

（1）电路板尺寸不大于22x55mm（宽X高），在PCB板中标出实际绘制区域尺寸（宽

X高）；

（2）信号线宽0.127mm，VCC线宽0.254mm，GND；线宽0.254mm；

（3）最小间隙：0.2mm，最小通径：0.8mm和0,3mm的孔；

（4）在丝印层做标识：在P1、P2连接插件对应位置标出+5V、GND。在JTAG调试

端口对应位置标出+3.3V。在PCB电路板边界外侧注明自己的工位号。

注意：此处参数为格式模板，比赛中使用的具体参数，将由裁判确认。

图2C8051F340—AT89C51转换电路

图3AT89C51单片机DIP40引脚封装尺寸

任务二电子产品装配与调试（45分）

一、某型号电子时钟的装配和调试（15分）

根据赛场给出电路原理图，PCB版图和元器件列表，正确选取元器件，准确地焊接

在赛场提供的印制电路板上，实现电子时钟功能。

焊接要求：焊接任务包括贴片元器件焊接和直插元器件焊接。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。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。

该电子时钟，以某型单片机为核心（单片机程序已写入），系统由四大模块组成：

主控模块、循环模块、显示模块和电源模块。

调试要求：

1.电子时钟上电以后，可以实现时间显示功能。

2.电子时钟各按键使用正常，并按照要求可实例如时间调整、闹钟设置等功能。

二、某型号传感器电路板的安装调试（20分）

根据赛场给出电路原理图，PCB版图和元器件列表，正确选取元器件，准确的焊接

在赛场提供的印制电路板上。

焊接要求：焊接任务包括贴片元器件焊接和直插元器件焊接。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。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。

该电路板为接近传感器的一部分，它和方向处理器协同工作，当物体掠过它的时候，

会根据该物体移动的方向从显示屏上输出正反方向图形，也可输出错误信号，当传感器

有问题，连线短/断路，传感器故障都会产生错误信号，同时会触发输出报警。

调试要求：

1、将装配好的电路板连接到金属传感器其他部分后开机，传感器可正常工作。

2、使用一个金属物体作为测试物。改变测试物与传感器距离后，传感器显示屏可

以显示出测试物与传感器距离的变化情况。

三、电路设计与验证（10分）

NE555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只

需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产

生、变换、控制和检测。

根据现场提供的元器件和材料，自行设计电路原理图，在万能板上搭建电路，完成

以下功能。

1.利用三端稳压器设计输出5V电源；

2.利用NE555定时器设计多谐振荡器电路，输出指定频率的波形信号。

任务三编程（30分）

要求：

比赛选手编写程序，驱动以STM32单片为核心的某电路模块，实现具体功能。

该电路模块由STM32F103C8T6单片机核心板、LED指示灯、按键检测电路、lcd1602

显示屏及电源等模块组成，其中电路硬件的搭建已完成，比赛选手需要根据试题描述的

使用场景和具体功能，自行编写程序，下载到电路中的单片机模块后，实现赛题描述的

控制功能。

该设计中，要求通过编程，控制各种颜色LED信号灯实现闪烁、常亮若干秒、熄灭

若干秒等功能。利用按键，实现控制LED信号灯延时亮起、延时熄灭等功能。

LCD显示器分为字段显示和字符显示两种。其中字段显示与LED显示相似，只要送

对应的信号到相应的管脚就能显示。字符显示是根据需要显示基本字符。本设计采用的

是字符型显示。

本设计采用FlyMcustm32烧录程序软件，对于专业的单片机开发者来说应该非常

适用，软件可以广泛地应用于电路编程(ICP)和应用编程(IAP)领域，支持进行编程、校

验、读器件信息。

评分标准

序号评分项目知识、技能点分值

操作规范、环境清洁、安全用电团队合作、

安全操作规范8

符合职业岗位的要求和企业生产“5S”原则。

1

2电子设计工艺按赛卷要求完成印刷线路板绘制17

印刷线路板焊接、指定电子产品安装布局与接

电子装调工艺45

线工艺及功能调试。

3

任务与根据竞赛任务书要求，完成指定型号