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。

任務(wù)二單片機(jī)系統(tǒng)功能仿真

1

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、二競(jìng)賽資料”

文件夾。

2.選手在D盤(pán)建立“×××模塊一、二提交資料”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、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)

（一）任務(wù)描述

2

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.約束條件

（1）下發(fā)的“PCB.PcbDoc”文件中鎖定的元器件不得改

變位置。

（2）外形尺寸不得更改。

（3）禁止使用自動(dòng)布線功能。

2.約束規(guī)則要求：

（1）采用雙層板。

（2）元件最小間距10mil，敷銅最小間距20mil。

（3）信號(hào)線寬度10mil，電源線寬度大于15mil，電源線

過(guò)孔的孔徑大于10mil小于30mil。

（4）去耦電容布置合理。

（5）元器件布置合理，貼片元件符合SMT生產(chǎn)工藝要求

，元件與板邊有一定距離（大于3mm）。

3.根據(jù)下發(fā)的PDF原理圖自行繪制原理圖庫(kù)和PCB封裝：

（1）繪制整個(gè)PCB得原理圖庫(kù)。

（2）繪制P1、U2得元器件封裝。

（3）繪制數(shù)碼管MSG1的3D模型。

4.絲印及板信息：

（1）元器件絲印高度為1mm，線寬度為0.2mm。

3

（2）PCB板信息絲?。嘿愇惶?hào)+日期（年月日）高度2mm

，線寬度0.3mm

任務(wù)二電路仿真

使用電路仿真軟件設(shè)計(jì)一個(gè)波形轉(zhuǎn)換電路，使用運(yùn)算放

大器以及阻容器件完成如下功能：由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)頻

率為5KHz、峰峰值為4V（-2V到+2V）的三角波信號(hào)，將其連

接到電路的輸入端，通過(guò)電路將三角波信號(hào)轉(zhuǎn)換為正弦波信

號(hào)，其頻率為5KHz、振幅為1.5V、峰值為3V（誤差范圍±0.05V

）。三角波與正弦波的相位關(guān)系需要與下圖所示一致。

利用仿真軟件進(jìn)行器件選型、電路設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)置等設(shè)

計(jì)工作，電路原理圖應(yīng)正確，并且美觀、緊湊。電路原理圖

能夠進(jìn)行仿真運(yùn)行，并通過(guò)虛擬示波器同時(shí)顯示輸入的三角

波和輸出的正弦波信號(hào)的波形、頻率、幅度。

序號(hào)任務(wù)內(nèi)容任務(wù)要求

1.選擇合適的運(yùn)算放大器和電阻、電容。

1器件選型2.將信號(hào)發(fā)生器（函數(shù)發(fā)生器）調(diào)節(jié)到三角波，將頻

率設(shè)置為5kHz，振幅設(shè)置為2V（峰峰值為4V）。

1.選擇好元器件，進(jìn)行原理圖的搭建。

2.將信號(hào)發(fā)生器與輸入信號(hào)正確連接，然后輸入信號(hào)

2繪制電路原理圖與輸出信號(hào)均與虛擬示波器正確連接。

3.布局合理，走線規(guī)范、正確、美觀。

1.使用仿真功能，在虛擬示波器中顯示輸入信號(hào)與輸

出信號(hào)的波形。

3仿真運(yùn)行

2.在虛擬示波器中獲取輸出信號(hào)的波形、頻率、幅度，

在Word文檔中設(shè)計(jì)表格記錄上述參數(shù)并截圖。

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)

4

（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。

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。

（二）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.檢測(cè)U2，單片機(jī)讀取U2的ID，如果讀取到ID，數(shù)碼管

最后一位顯示1，如果讀取不到，數(shù)碼管最后一位顯示0。

2.電路板上的所有LED全部點(diǎn)亮，數(shù)碼管顯示8888，三色

LED，D24，紅綠藍(lán)三個(gè)燈絲都亮。（狀態(tài)保持2秒鐘時(shí)間，然

后全部熄滅）

3.左邊16個(gè)LED從上到下依次點(diǎn)亮，右邊16個(gè)LED從上到

下依次點(diǎn)亮

4.數(shù)碼管4位從左到右依次顯示8，然后熄滅

5

5.D24，依次顯示紅綠藍(lán)，然后熄滅

6.進(jìn)入收音機(jī)狀態(tài)，32個(gè)LED會(huì)隨著音頻信號(hào)的大小跳動(dòng)

。（需要調(diào)整電位器R36，調(diào)整到最佳狀態(tài)）

7.R22為音量電位器，可調(diào)節(jié)收音機(jī)的聲音大小，為了不

影響其他比賽人員，喇叭的聲音不是很大，近距離可以聽(tīng)到

。

8.U13為編碼器，手?jǐn)Q編碼器可以調(diào)頻率，頻率調(diào)節(jié)范圍

：87.0~108.0MHz

9.調(diào)節(jié)R3，使得以U1為主的升壓電路，V+測(cè)試點(diǎn)為正10V

左右，V-測(cè)試點(diǎn)電壓為負(fù)10V左右，為U11提供正負(fù)電源

10.如果比賽場(chǎng)地的FM信號(hào)偏弱，接收不到FM信號(hào)，可以

將開(kāi)關(guān)S4撥到MIC端，使用麥克風(fēng)測(cè)試?yán)?，?duì)著麥克風(fēng)吹氣

，喇叭會(huì)有聲音，同時(shí)32個(gè)LED組成的電平表也會(huì)有變化。

（三）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

6

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)：模擬半自動(dòng)洗衣

機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

（二）功能仿真說(shuō)明

1.搭建仿真電路

參賽選手需在仿真平臺(tái)上設(shè)計(jì)一個(gè)模擬半自動(dòng)洗衣機(jī)運(yùn)

行狀態(tài)功能仿真電路，仿真參考電路如圖3所示，按照任務(wù)功

能要求進(jìn)行操作。功能仿真電路整體由以下器件組成。

（1）單片機(jī)（自定義MCU）

（2）按鍵（兩個(gè)）

（3）1602液晶屏（顯示名稱(chēng)）

（4）有源蜂鳴器（顯示名稱(chēng)）

（5）LED燈（綠、黃、紅三個(gè)）

（6）直流電機(jī)模塊（顯示名稱(chēng)）

注意：參賽選手在搭建電路過(guò)程中需及時(shí)保存已經(jīng)搭建

完成的電路，在實(shí)驗(yàn)面板點(diǎn)擊“導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)”，然后導(dǎo)出并保

存已經(jīng)完成的仿真電路。預(yù)防電腦或網(wǎng)絡(luò)等發(fā)生意外，導(dǎo)致

電路丟失。

2.編寫(xiě)程序邏輯功能

7

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

（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，正確連接線路。

1.添加單片機(jī)（自定義MCU）。

2.添加兩個(gè)按鍵，按鍵配置成“下降沿”驅(qū)動(dòng)，按鍵名

稱(chēng)分別命名為“啟動(dòng)”，“停止”，并實(shí)現(xiàn)按鍵相應(yīng)的功能

。

3.添加1602液晶屏，使其正常顯示任務(wù)內(nèi)容。

4.添加有源蜂鳴器，正確配置有源蜂鳴器外設(shè)io端口，

可正常鳴叫提示。

5.添加三個(gè)LED燈，分別為綠燈、黃燈、紅燈，LED燈默

認(rèn)高電平啟動(dòng)。

6.添加一個(gè)直流電機(jī)，模擬洗衣機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，可控制速

度實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。

7.在實(shí)驗(yàn)面板上添加文字命名—“半自動(dòng)洗衣機(jī)運(yùn)行狀

態(tài)”。

8

（2）編寫(xiě)程序邏輯功能

1.初始狀態(tài)（運(yùn)行實(shí)驗(yàn)后）

（1）當(dāng)點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)面板上的“運(yùn)行實(shí)驗(yàn)”后，蜂鳴器鳴叫

一聲，然后蜂鳴器自動(dòng)停止鳴叫。

（2）洗衣機(jī)工作運(yùn)行時(shí)間初始值為0，在1602液晶屏上

顯示，R_TIM:0<STA>。（R_TIMR為RUNTIME的縮寫(xiě)，表示

運(yùn)行時(shí)間）

（3）洗衣機(jī)工作定時(shí)時(shí)間初始值為60，在1602液晶屏上

顯示，S_TIM:60。（S_TIM為SETTIME的縮寫(xiě)，表示設(shè)置定時(shí)

時(shí)間）

（4）綠色、黃色、LED燈點(diǎn)亮、紅色LED燈熄滅。

（5）直流電機(jī)轉(zhuǎn)速為“0.0”，電機(jī)為停止?fàn)顟B(tài)。

2.系統(tǒng)啟動(dòng)狀態(tài)（點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鍵）

（1）當(dāng)點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鍵后，蜂鳴器鳴叫一聲后自動(dòng)停

止。

（2）洗衣機(jī)運(yùn)行時(shí)間由0開(kāi)始計(jì)時(shí)增加，在1602液晶屏

上顯示R_TIM:“運(yùn)行計(jì)時(shí)”<STA>，運(yùn)行計(jì)時(shí)每秒自加1。

（3）洗衣機(jī)工作設(shè)定時(shí)間為60（固定時(shí)間），在1602液

晶屏上顯示，S_TIM:60；S_TIM:60后邊顯示“RUN”。

（4）直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)：正轉(zhuǎn)5S（速度500）-停止3S（

速度0.0）-反轉(zhuǎn)5S（速度-500），在不超出定時(shí)時(shí)間內(nèi)，往

復(fù)循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。

9

1）當(dāng)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，綠色LED燈亮，黃色、紅色LED燈

滅；

2）當(dāng)直流電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，黃色LED燈亮，綠色、紅色LED燈

滅；

3）當(dāng)直流電機(jī)停止時(shí)，黃色、綠色、紅色LED燈滅；

（5）當(dāng)液晶屏運(yùn)行時(shí)間顯示為R_TIM:60<STA>時(shí)（既

到達(dá)設(shè)定時(shí)間或與設(shè)定時(shí)間相等），電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，速度顯

示“0.0”，液晶屏第一行顯示R_TIM:60<STA>，第二行顯

示S_TIM:60STOP后，蜂鳴器鳴叫兩聲后自動(dòng)停止，此時(shí)綠色

、黃色LED燈滅，紅色LED燈亮。

3.系統(tǒng)停止?fàn)顟B(tài)（點(diǎn)擊“停止”按鍵）

（1）當(dāng)點(diǎn)擊“停止”按鍵后，蜂鳴器鳴叫一聲后停止鳴

叫。

（2）電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，速度顯示“0.0”，液晶屏第一行

顯示R_TIM:“實(shí)時(shí)時(shí)間”<STA>，第二行顯示S_TIM:60STOP

后，綠色、黃色LED燈滅，紅色LED燈亮。

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。

2.完成代碼調(diào)試和功能演示。

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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

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、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

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感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、射燈模塊、風(fēng)扇模塊、直流電

機(jī)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)，以及照明、溫度調(diào)節(jié)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)”。

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傳感器測(cè)量煙霧濃度并顯

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”。

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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