模塊一、模塊二

一、總體任務(wù)與要求

請(qǐng)?jiān)?小時(shí)內(nèi)完成模塊一和模塊二，根據(jù)模塊一、模塊二

任務(wù)書(shū)的相關(guān)要求，完成以下工作任務(wù)：

模塊一電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)

任務(wù)一PCB設(shè)計(jì)

1.根據(jù)提供功能電路的原理圖PDF,采用國(guó)產(chǎn)EDA電子產(chǎn)

品設(shè)計(jì)平臺(tái)或其它軟件完成PCB電路的繪制；

2.根據(jù)指定元器件繪制3D模型。

任務(wù)二電路仿真

1.根據(jù)任務(wù)要求及功能指標(biāo)，采用國(guó)采用通用電路設(shè)計(jì)

仿真軟件完成功放工作電路的設(shè)計(jì)；

2.完成典型工作電路的仿真。

模塊二電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試

任務(wù)一電路板的焊接裝配以及故障修復(fù)

1.根據(jù)給定的電子電路文件及套件耗材，按照工藝規(guī)范

完成電路焊接；

2.焊接完成的電路板進(jìn)行故障排除。

1

任務(wù)二單片機(jī)系統(tǒng)功能仿真

1.根據(jù)功能要求在輔助應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件環(huán)境中搭建一個(gè)電

子產(chǎn)品功能仿真電路；

2.按照功能要求，使用Keil軟件編寫(xiě)單片機(jī)程序，完成

功能調(diào)試、仿真驗(yàn)證和數(shù)據(jù)收集等工作。

二、賽場(chǎng)提供

任務(wù)書(shū)、U盤(pán)、電腦、國(guó)產(chǎn)EDA電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)平臺(tái)Multisim

、Pspise或國(guó)產(chǎn)相關(guān)軟件、素材文件。

三、注意事項(xiàng)

1.答題紙存放在賽場(chǎng)電腦“D盤(pán):\模塊一競(jìng)賽資料”文件

夾。

2.選手在D盤(pán)建立“×××模塊一提交資料”文件夾(×

××為賽位號(hào)），所有提交資料都必須保存到“D:\×××模

塊一提交資料”文件夾中,并保存在U盤(pán)，資料提交成功后簽

賽位號(hào)確認(rèn)。

3.檢查比賽中使用的硬件設(shè)備、連接線(xiàn)、工具、材料和

軟件等是否齊全，計(jì)算機(jī)設(shè)備是否能正常使用；并在設(shè)備確

認(rèn)單和材料確認(rèn)單上簽工位號(hào)。

4.比賽完成后，不得切斷任何設(shè)備的電源，需保持所有

設(shè)備處于工作狀態(tài)。

四、功能要求

模塊一電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)

任務(wù)一PCB設(shè)計(jì)

2

（一）任務(wù)描述

1.根據(jù)提供功能電路的原理圖PDF，采用國(guó)產(chǎn)EDA電子產(chǎn)

品設(shè)計(jì)平臺(tái)或其他軟件完成PCB電路的繪制。

2.根據(jù)指定元器件繪制3D模型。

（二）任務(wù)內(nèi)容及要求

（1）給定一個(gè)電路板原理圖，要求根據(jù)原理圖生成面積

為90mm*120mm的PCB板。

（2）要求距邊沿各5mm處有4個(gè)安裝螺絲孔，螺絲孔內(nèi)徑

為5mm。

（3）電機(jī)接線(xiàn)采用六芯3mm接線(xiàn)端子。

（4）預(yù)留間距為5mm的四芯接線(xiàn)端子做電位開(kāi)關(guān)接口。

（5）電源線(xiàn)寬度為25mil。

（6）多層板設(shè)計(jì)，地線(xiàn)鋪銅，禁止自動(dòng)布線(xiàn)。

（7）定位孔周?chē)鸁o(wú)走線(xiàn)，傳感器輸入輸出線(xiàn)寬20mil，

其他線(xiàn)寬不低于10mil。

（8）電位開(kāi)關(guān)接口需由參賽隊(duì)繪制3D模型；電位開(kāi)關(guān)接

口3D模型文件、PCB圖文件及三維展示截圖放在U盤(pán)中。

任務(wù)二電路仿真

使用電路仿真軟件繪制一個(gè)由運(yùn)算放大器構(gòu)成的電流電

壓轉(zhuǎn)換電路，要求將輸入的4-20mA直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為

0.6-3V的直流電壓信號(hào)。啟動(dòng)仿真后可以通過(guò)調(diào)整電位器測(cè)

得輸出的電壓信號(hào)為0.6-3V。

3

要求器件的選型、電路搭建、參數(shù)設(shè)置，電路圖應(yīng)正確

、緊湊、美觀。對(duì)該電路進(jìn)行仿真運(yùn)行及功能驗(yàn)證，使用軟

件中的虛擬儀器測(cè)試輸出電壓信號(hào)。

模塊二電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試

任務(wù)一電路板的焊接裝配以及故障修復(fù)

（一）任務(wù)要求

使用發(fā)放的電路板焊接套件（含PCB板與元器件）和技術(shù)

資料（電路原理圖、器件位置圖、物料清單），參賽選手利

用工具、儀器和儀表，進(jìn)行焊接與調(diào)試，根據(jù)位號(hào)圖、BOM清

單焊接指定部分電路，然后進(jìn)行功能調(diào)試并排除故障。

（二）焊接工藝

1.元器件焊接到位。

2.元排列整齊，可清晰看到標(biāo)稱(chēng)值。

3.焊點(diǎn)勻稱(chēng)、無(wú)氣泡、無(wú)堆焊和拖焊以及焊點(diǎn)毛刺。

4.無(wú)漏焊情況。

5.焊點(diǎn)間無(wú)虛焊或短路情況。

6.電路板無(wú)多余焊錫或助焊劑殘留。

（三）功能調(diào)試

選手將下發(fā)的程序下載到到51或STM32主控板，然后將

焊接完畢的電路板連接到主控板，調(diào)試如下功能：

1.將總電源開(kāi)關(guān)以及蜂鳴器開(kāi)關(guān)打開(kāi)，上電初始化：

（1）電源指示燈D1點(diǎn)亮；

（2）蜂鳴器蜂鳴一聲；

4

（3）左側(cè)LED燈自上而下依次點(diǎn)亮熄滅；

（4）數(shù)碼管的四位依次顯示8；

（5）RGB_LED(D8)燈依次顯示紅、綠、藍(lán)。

2.電路功能

（1）超聲波開(kāi)始工作，數(shù)碼管顯示超聲波測(cè)量距離；

（2）左側(cè)的16個(gè)LED會(huì)根據(jù)超聲波測(cè)量的距離逐次點(diǎn)亮

。當(dāng)距離大于160mm時(shí)，D8顯示綠色；當(dāng)距離在80~160mm以

內(nèi)時(shí)，D8顯示藍(lán)色；當(dāng)距離小于80mm時(shí)，D8顯示紅色，蜂鳴

器蜂鳴；

（3）距離小于80mm時(shí)關(guān)閉蜂鳴器電源開(kāi)關(guān)，蜂鳴器停

止蜂鳴。

（四）故障排除

電路板有錯(cuò)誤，需要自行查找并修正。

故障排除記錄

序號(hào)故障現(xiàn)象故障排除說(shuō)明

5

填表說(shuō)明：請(qǐng)?jiān)谏媳碇腥鐚?shí)填寫(xiě)故障排除情況，表格中

給出的行數(shù)不代表實(shí)際故障數(shù)量。

任務(wù)二單片機(jī)系統(tǒng)功能仿真

（一）功能仿真描述

基于輔助仿真軟件實(shí)現(xiàn)功能仿真系統(tǒng)：智能溫控系統(tǒng)。

（二）功能仿真說(shuō)明

1.搭建仿真電路

有溫度檢測(cè)、數(shù)據(jù)顯示、溫度報(bào)警、溫度調(diào)節(jié)等功能。

A/D

顯示模塊測(cè)溫模塊

轉(zhuǎn)換器

單片機(jī)串口通訊模

輸入模塊主控制器塊

溫度報(bào)警模塊

調(diào)控模塊風(fēng)扇執(zhí)行模塊

2.編寫(xiě)程序邏輯功能

參賽隊(duì)按照任務(wù)功能要求需要實(shí)現(xiàn)的功能，并參考競(jìng)賽

下發(fā)的資料（部分驅(qū)動(dòng)代碼），利用單片機(jī)編程軟件（建議

使用keilC51）進(jìn)行程序編寫(xiě)，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)面板上的“單片機(jī)

燒寫(xiě)”按鈕，將編譯生成的HEX文件燒寫(xiě)到單片機(jī)中，點(diǎn)擊

“運(yùn)行實(shí)驗(yàn)”并結(jié)合已經(jīng)設(shè)計(jì)完成的功能仿真進(jìn)行調(diào)試，完

成任務(wù)功能要求需要實(shí)現(xiàn)的功能。

（三）任務(wù)功能要求

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1.搭建仿真電路

參考仿真電路設(shè)計(jì)圖進(jìn)行電路搭建，要正確配置MCU輸

入輸出IO，正確連接線(xiàn)路。

（1）添加單片機(jī)（自定義MCU）。

（2）添加按鍵。

（3）添加A/D模擬量輸入模塊。

（4）添加串口調(diào)試助手模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集顯示。

（5）添加1602液晶屏，使其正常顯示任務(wù)內(nèi)容。

（6）添加聲音模塊，正確配置聲音模塊外設(shè)io端口，

可正常語(yǔ)音提示。

（7）添加二個(gè)LED燈（溫度報(bào)警模塊），分別為綠燈、

黃燈，LED燈默認(rèn)高電平啟動(dòng)。

（8）添加一個(gè)直流電機(jī)，模擬風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可控制

速度實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。

2.編寫(xiě)程序邏輯功能

（1）實(shí)現(xiàn)溫度采集并實(shí)時(shí)顯示，溫度上下限（下限25

℃，上限30℃）顯示，當(dāng)前模式顯示等。

（2）在自動(dòng)模式下，具有溫度超過(guò)上下限聲光報(bào)警功

能。

（3）可以設(shè)置溫度上下限制，具有掉電存儲(chǔ)功能。

（4）系統(tǒng)具有自動(dòng)控制/手動(dòng)控制功能。

7

自動(dòng)控制功能：超過(guò)溫度上下限制，會(huì)有對(duì)應(yīng)的調(diào)控模

塊進(jìn)入工作（調(diào)控模塊可選擇電機(jī)、繼電器等，用于模擬降

溫、加熱等設(shè)備）。

手動(dòng)控制功能：可以使用輸入模塊對(duì)調(diào)控模塊進(jìn)行單獨(dú)

控制。

（5）具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

可以通過(guò)串口調(diào)試助手，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溫度、狀態(tài)、調(diào)控模

塊進(jìn)行監(jiān)測(cè)等。

可以通過(guò)串口調(diào)試助手，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程模式切換、溫度上下

限設(shè)置、調(diào)控模塊單獨(dú)控制等。

模塊三電子產(chǎn)品場(chǎng)景應(yīng)用

一、總體任務(wù)與要求

請(qǐng)?jiān)?小時(shí)內(nèi)，根據(jù)模塊三任務(wù)書(shū)的相關(guān)要求，完成以下

工作任務(wù)：

任務(wù)一單片機(jī)程序設(shè)計(jì)

1.根據(jù)系統(tǒng)的功能要求選取所需要的模塊并完成接線(xiàn)。

2.完成代碼調(diào)試和功能演示。

任務(wù)二智能硬件管理軟件開(kāi)發(fā)

1.根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)配置。

2.根據(jù)要求完成設(shè)備安裝。

3.根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，用office等通用軟件繪制系統(tǒng)框架圖。

4.完成智能硬件管理軟件設(shè)計(jì)。

二、賽場(chǎng)提供

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任務(wù)書(shū)、U盤(pán)、電子產(chǎn)品場(chǎng)景應(yīng)用套件、電子產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)

景后端服務(wù)軟件（含接口程序及使用文檔）、工具軟件、素

材文件。

三、注意事項(xiàng)

1.選手在D盤(pán)建立“×××模塊三提交資料”文件夾(

×××為賽位號(hào)），所有提交資料都必須保存到“D:\×××

模塊三提交資料”文件夾中,并保存在U盤(pán)，資料提交成功

后簽賽位號(hào)確認(rèn)。

2.檢查比賽中使用的硬件設(shè)備、連接線(xiàn)、工具、材料和軟

件等是否齊全，計(jì)算機(jī)設(shè)備是否能正常使用；并在設(shè)備確認(rèn)

單和材料確認(rèn)單上簽工位號(hào)。

3.比賽完成后，不得切斷任何設(shè)備的電源，需保持所有設(shè)

備處于工作狀態(tài)。

四、功能實(shí)現(xiàn)

智慧儲(chǔ)藏系統(tǒng)由51/STM32系列單片機(jī)作為主控芯片，以及

以下外接模塊：LCD顯示模塊、矩陣按鍵模塊、溫濕度傳感器

模塊、光照度傳感器模塊、二氧化碳傳感器模塊、Pm2.5傳感

器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、報(bào)警燈模塊、風(fēng)扇模塊、通信模

塊。智慧儲(chǔ)藏系統(tǒng)可在溫濕度檢測(cè)、光照度檢測(cè)、Pm2.5檢測(cè)

、火焰檢測(cè)等環(huán)境參數(shù)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物品的自動(dòng)

搬運(yùn)，以及通風(fēng)、報(bào)警等功能。

任務(wù)一單片機(jī)程序設(shè)計(jì)

1.設(shè)備開(kāi)始運(yùn)行，LCD顯示“智慧儲(chǔ)藏系統(tǒng)”。

9

2.按下矩陣按鍵“1”，進(jìn)入功能一演示模式，此時(shí)LCD

屏增加顯示“功能一”。驅(qū)動(dòng)溫濕度傳感器測(cè)量溫濕度并顯

示在LCD屏上。按下矩陣按鍵“*”，退出該功能，LCD屏幕清

除所增加顯示的“功能一”。

3.按下矩陣按鍵“2”，進(jìn)入功能二演示模式，此時(shí)LCD

屏增加顯示“功能二”。驅(qū)動(dòng)二氧化碳傳感器測(cè)量二氧化碳

濃度并顯示在LCD屏上。按下矩陣按鍵“*”，退出該功能，

LCD屏幕清除所增加顯示的“功能二”。

4.按下矩陣按鍵“3”，進(jìn)入功能三演示模式，此時(shí)LCD

屏增加顯示“功能三”。驅(qū)動(dòng)Pm2.5濃度傳感器測(cè)量Pm2.5值

并顯示在LCD屏上。按下矩陣按鍵“*”，退出該功能，LCD屏

幕清除所增加顯示的“功能三”。

5.按下矩陣按鍵“4”，進(jìn)入功能四演示模式，此時(shí)LCD

屏增加顯示“功能四”。驅(qū)動(dòng)火焰?zhèn)鞲衅鳒y(cè)量是否存在火焰

并顯示在LCD屏上。按下矩陣按鍵“*”，退出該功能，LCD屏

幕清除所增加顯示的“功能四”。

6.按下矩陣按鍵“5”，進(jìn)入功能五演示模式，此時(shí)LCD

屏增加顯示“功能五”。驅(qū)動(dòng)光照度傳感器測(cè)量光照度并顯

示在LCD屏上。按下矩陣按鍵“*”，退出該功能，LCD屏幕清

除所增加顯示的“功能五”。

7.按下矩陣按鍵“6”，進(jìn)入AGV小車(chē)物品檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?/p>

時(shí)LCD屏增加顯示“功能六”。智能AGV小車(chē)開(kāi)機(jī)后，在智能

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小車(chē)控制器的液晶屏顯示下面的信息，然后依次完成下列動(dòng)

作：

（1）參賽選手按下智能AGV小車(chē)控制器上的按鍵1，使智

能小車(chē)進(jìn)入二維碼識(shí)別狀態(tài)，然后參賽選手將物品的二維碼

放置在攝像頭前，完成識(shí)別，液晶屏上顯示物品的識(shí)別碼。

（2）按下控制器上的按鍵2，保存物品的識(shí)別碼。

（3）