模拟电梯系统精彩试题问题详解2.docx
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模拟电梯系统精彩试题问题详解2
《电子产品装配与调试》试题
题目:
模拟电梯系统
完成时间:
4小时
工位号:
日期:
______________________________
第一部分电路说明部分
一、电路功能概述
模拟电梯系统总共分为三个模块,中枢控制,显示模块,电机模块,键盘输入,电梯门安全检测模块。
中枢控制为STC89C52RC单片机,完成电梯的逻辑判断,按键读取,显示功能。
显示模块由两位数码管和LED指示灯组成。
数码管DS1显示当前电梯状态,有停止,上行,下行三种状态,分别如下图所示:
数码管DS2显示当前楼层。
“当前楼层”标志下的一列LED(LED2,LED5……LED23)指示当前电梯所处的楼层,例如电梯在2楼,则LED20点亮,在5楼,则LED11点亮。
“电梯按钮”标志下的一列LED(LED1,LED4……LED22)指示电梯内部按钮状态,例如电梯内部有人需要到5楼,则LED10点亮,有人需要到8楼,则LED1点亮。
“楼层按钮”标志下的一列LED(LED25,LED27……LED33)指示电梯外部按钮状态,也就是每层楼的呼叫按钮指示,例如1楼有人需要乘电梯,则LED33点亮,5楼有人需要乘电梯,则LED29点亮。
贴片LED(LED3,LED6……LED24)为电梯门指示,关门时,LED从两旁向中间依次点亮,开门时,LED从中间向两旁依次熄灭。
“电梯按钮”标志下的按钮K(K1,K2……K8)为电梯内部的按钮,例如电梯内部有人想上5楼,则需要按下K4(从下往上的第5个按键),上8楼,则需要按下K1。
“楼层按钮”标志下的按钮K(K9,K10……K16)为每层楼的呼叫按钮,例如5楼有人想乘电梯,则按下K12。
电机模块有两个电机,一个是拖动电机,一个是门控电机,拖动电机正反转代表电梯上下行,门控电机正反转代表开关门。
电梯门安全检测模块采用红外线对管,检测电梯门关闭时是否有人或物体在门中央,若检测到,电梯门会打开,防止发生危险。
二、电路原理图及PCB图
三、元件清单
序号
名称
规格
数量
位置
1
电机(DZ-310BA)
5V
2
B1,B2
2
电解电容(插件)
10uf
1
C1
3
贴片电容(0805)
27p
2
C2,C3,
4
贴片电容(0805)
0.1uf
6
C4,C5,C6,C7,C9,C11
5
电解电容(插件)
100uf
2
C8,C10
6
贴片电容(0805)
104
3
C12,C13,C18
7
二极管※(贴片)
IN4007
12
D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10,D11,D12
8
数码管
1位红色共阴
2
DS1,DS2
9
红外发射(插件)
红外发射
1
IR1
10
轻触按键
6*6*5
16
K1,K2,K3,K4,K5,K6,K7,K8,K9,K10,K11,K12,K13,K14,K15,K16
11
LED(插件)
5MM
24
LED1,LED2,LED4,LED5,LED7,LED8,LED10,LED11,LED13,LED14,LED16,LED17,LED19,LED20,LED22,LED23,LED25,LED27,LED28,LED29,LED30,LED31,LED32,LED33
12
LED※(贴片)
LED0805
9
LED3,LED6,LED9,LED12,LED15,LED18,LED21,LED24,LED26
13
2位接线端子
CON2
1
P1
14
三极管※(贴片)
9014
5
Q3,Q4,Q5,Q9,Q10
15
三极管※(贴片)
8550
4
Q6,Q7,Q8,Q11
16
0805电阻※(贴片)
10k
9
R3,R4,R5,R7,R8,R9,R10,R11,R14,R34,R35
17
0805电阻※(贴片)
510R
40
R6,R12,R13,R15,R16,R17,R19,R20,R21,R22,R23,R24,R25,R26,R27,R28,R29,R30,R31,R32,R33,R36,R37,R38,R39,R40,R41,R42,R43,R44,R47,R48,R49,R56,R57,R58,R59,R60,R61,R62,
18
0805电阻※(贴片)
1k
9
R18,R46,R50,R51,R52,R53,R54,R55,R63
19
0805电阻※(贴片)
200R
1
R45
20
串口
卧插串口母座
1
RS1
21
自锁开关
6*6
1
S1
22
红外接收(插件)
红外接收
1
T_1
23
集成块(插件)
STC89C52
1
U1
24
集成块(插件)
L293D
1
U2
25
集成块※(贴片)
74AC573
1
#REF!
26
集成块※(贴片)
MAX232
1
U4
27
集成块(插件)
L7805CV
1
U5
28
晶振(插件)
16M
1
Y1
29
U1座
芯片座
1
DIP16座
30
U2座
芯片座
1
DIP40座
31
散热片
1
注:
在表格中“名称”旁边有※符号的元器件,表示该元器件为贴片元器件
四、主要元件功能介绍
1、L293电机驱动芯片功能:
五、D锁存器74HC573功能:
74HC573特点:
·三态总线驱动输出
·置数全并行存取
·缓冲控制输入
·使能输入有改善抗扰度的滞后作用
原理说明:
74HC573的八个锁存器都是透明的D型锁存器,当使能(G)为高时,Q输出
将随数据(D)输入而变。
当使能为低时,输出将锁存在已建立的数据电平上。
输出控制不影响锁存器的内部工作,即老数据可以保持,甚至当输出被关闭时,
新的数据也可以置入。
这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载,可以直接与系统总线接口并驱动总线,而不需要外接口。
特别适用于缓冲寄存器,I/O通道,双向总线驱动器和工作寄存器。
HC573引脚功能表:
PINNo引脚号
SYMBOL符号
NAMEANDFUNCTION名称及功能
1
OE
3StateoutputEnableInput(ActiveLOW)3态输出使能(低电平)
2,3,4,5,6,7,8,9
D0toD7
DataInputs数据
12,13,14,15,16,17,18,19
Q0toQ7
3StateLatchOutputs3态锁存输出
11
LE
LatchEnableInput锁存使能输入
10
GND
Ground接地(0V)
20
VCC
PositiveSupplyVoltage电源电压
红外线发射/接收二极管功能:
红外发射/接收二极管与普通φ5发光二极管外形相同,他们的区别在于红外发射二极管为透明封装(见图4),红外接收二极管采用黑胶封装(见图5)。
红外发射二极管的电路符号见图4,红外发射二极管工作于正向导通状态,电流流过发射二极管时,发射二极管发出红外线;红外接收二极管的电路符号见图5,接收二极管工作于反向状态,当没有接收到红外线时,接收二极管时高阻状态,当接收到红外线时,接收二极管电阻减小。
图4红外发射二极管图5红外接收二极管
五、装配及调试说明
1、装配
根据电路原理图、PCB图和材料清单表,将元件安装焊接到PCB板上,安装焊接要求详见试题部分第二题(电子产品装配)。
2、调试
电路通电前应仔细检查所有元件焊接是否正确,例如:
是否出现虚焊、连焊、极性装反和元件错焊等常见问题。
检查无误后用万用表测量电源输入端是否有短路,若是一切正常方可根据下面的程序进行调试。
调试步骤:
电路板上电后,数码管DS1显示停止标志,数码管DS2显示“1”,此状
态表示电梯正停止于一楼,拖动电机和门控电机均静止,LED23点亮。
此时按下K4,LED10点亮,拖动电机开始转动,楼层指示数码管DS2显示当前楼层,楼层指示LED向上流动点亮,到达五楼后,拖动电机停止,门控电机先正转,后反转,同时开关门指示LED会按照功能概述中的描述被点亮,然后电梯停止于此楼层,此时,LED11点亮,DS1显示停止标志,DS2显示“5”。
若运行正常,说明电梯运行正常,然后调试电梯门安全检测模块。
先按下K16,此时电梯下行,在到达一楼后,电梯门打开时,将手指放在红外发射管T1和红外接收管IR1之间,此时电梯门将保持打开状态,不会关闭,将手拿开,电梯门关闭。
若运行正常,说明安全检测模块正常。
注意:
红外发射管和接收管上需要分别套上1.5CM的热缩管。
此时全部电路已调试完毕,若能完成全部功能,说明调试成功。
第二部分考试答卷部分
一、元器件识别与检测(15分)
1、元件识别(3分)
清点套件中的元件,其中共有三极管______只,二极管_____只,此外还包括_______________________________________________________________等原件。
2、元件测试(12分)
将下表涉及的元件检测结果填入表中。
质量判定填写“可用”、“短路”、“断路”、“漏电”等。
所使用的万用表为:
_______________________
元器件
识别及检测内容
配分
评分标准
得分
电阻
R4
标称值
测量值
测量档位
1
错1项,该电阻测试项不得分
电容
C6
标称值
介质
质量判定
1
错1项,该电容测试项不得分
二极管
D1
正向电阻
反向电阻
测量档位
质量判定
1
错1项,该二极管测试项不得分
三极管
Q8
画出外形示意图标注管脚名称
电路符号
质量判定
2
错1项,该三极管测试项不得分
开关
S1
画出顶视图,对应原理图标出脚号
电路符号
质量判定
1
错1项,该电位器测试项不得分
数码管
DS1
画出外形示意图标注管脚名称
电路符号
质量判定
2
错1项,该数码管测试项不得分
元件挑选
全部元器件
元器件应用正确
2
元件装错、漏或损坏1分/件
万用表的使用和维护
万用表正常使用和维护
操作全过程无失误
2
各项操作方法不当及失误扣0.5分/项
二、电子产品装配(50分)
工艺要求:
元件安装整齐、焊点美观
内容
技术要求
配分
评分标准
得分
元器件安装
1、元件引脚加工尺寸及成型符合相关装配工艺要求。
2、元件安装应横平竖直。
3、元件字符方向应与PCB的字符方向一致。
4、红外发射和接收管在安装时,管头与管头应对准,发射和接收管都为卧式安装。
10
检查成品,不符合要求的,每处每件扣3分/件。
焊点质量
1、焊点大小适中,无漏、虚、连、假焊点,焊点光滑、圆润、干净、无毛刺。
2、焊盘不应脱落。
3、修剪管脚长度合适、一致、美观。
15
安装质量
1、集成电路,二、三极管及导线安装应符合工艺要求。
2、元器件安装牢固,排列整齐。
3、无烫伤和划伤处,整机清洁无污物。
10
工具的使用和维护
1、电烙铁的正确使用和维护。
2、万用表的正确使用和维护。
3、螺丝刀、斜口钳等工艺的正确使用。
7
根据监考记录,工具的不正确操作,每次扣3分。
工作环境
1、工作过程中应保证工作台的整洁。
2、工作完成后应降工作台和测试设备清理干净,测试设备应归位。
8
根据监考记录和结束时的现场环境每次扣3分
1、
(一)电路检修(本项分2小项,每小项9分,共18分)
要求:
在模拟电梯电路线路板上,已经设置了两个故障。
请您根据电路原理图加以排除,故障排除后电路才能正常工作(可参看本项目的第
(二)项电路功能)。
并请完成以下的电路检修报告。
1.故障一 电路检修报告
故障
现象
(1分)
P1口接入9V交流电源后,电源上电后,显示正常,但是按楼层键后,就立刻复位
故障
检测
(4分)
上电后显示正常,说明单片机写入了程序。
一般单片机复位,主要是单片机电源电压过低造成,当有电机运行时,会产生反向的电动势,会拉低单片机电源。
测量单片机的40脚,发现电压不到5V,再测量7805输入端,电压不足,只有8V,重点检测电源的整流桥部分。
故障点
(2分)
VD2的阴极断路
故障
排除
(2分)
对照电路图,连接VD2阴极和VD1的阴极,重新上电,单片机正常。
2.故障二 电路检修报告
故障
现象
(1分)
楼层上下正常,但是开关门不正常,但开关门不正常,无法检测到关门
故障
检测
(4分)
检测红外对射二极管,测量发现二极管接收不到信号
进一步检查,发现接收管焊反,电路板丝印画反
故障点
(2分)
接收二极管丝印画反
故障
排除
(2分)
把RE1二极管重新按原理图焊接
2、完成检测报告分析
(1)刚上电时,STC89C52RC的9脚的电平变化情况是:
先__高__电平,然后保持__低__电平不变。
(2)74HC573的一脚作用是____输出使能___________,若将此引脚接高电平,则74HC573的数据输出引脚将呈现__高阻______状态。
(3)电阻R12~R21的作用是____限流___。
(4)DS1,DS2是共__阴____(阴/阳)数码管。
(5)若需要DS2显示数字“1”,则单片机P0.0~P0.7口应该输出的数据是__01100000____(二进制方式表示),BIT1控制端应该置__低电平__(低电平/高电平)。
(6)假设红外发射管IR1的管压降为1.5V,则流过它的电流是__17.5___(mA)。
(7)红外接收管后级的三极管Q10的作用是__开关_____。
2、电路原理分析。
(6分)
(1)分析下图电路
①若P1口输入50HZ,峰值10V的交流信号,画出C8正端的波形
②若P1口1脚接9V电池的负极,2脚接9V电池的正极,C8正端电压为多少?
若P1口2脚接9V电池的负极,1脚接9V电池的正极,C8正端电压为多少?
3、绘制电路图
根据元器件封装尺寸画出封装图
根据电路原理图画出PCB版图,要求布局合理,走线清晰。
电路原理图:
元件封装尺寸:
三极管(引脚排列为E,B,C)单位(mm)
电容,电阻,可调电阻封装尺寸
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