10路贴片流水灯控制电路(电子装配竞赛试题)

1套件购买地址：=14174395302中等职业学校电子产品装配与调试技能考试试题考题名称：10路流水灯控制电路完成时间：4小时一、功能简介电路说明部分二、电路所需器件介绍三、装配及调试说明一、元件筛选与测试（10分）考题目录考题答卷部分二、电路焊接与组装（35分）三、电路调试（40分）电路设计软件PROTEL应用部分（15分）学校：姓名：考号：工位号：2电路相关说明部分一、功能简介1、功能说明10路流水灯控制电路由振荡电路、十进制计数电路、显示驱动电路等组成，它的组成原理图如图1所示。2、电路原理简介该电路由10路LED组成，通电后，NE555及外围电路组成多谐振荡器，振荡频率主要由R1-R15和C1-C9决定，振荡器的振荡信号从NE555的3脚输出，送到CD4017的计数输入端（14脚），每到来1个脉冲，计数器的Q0-9输出的高电平依次移动1位，通过开关二极管送到驱动三极管，点亮对应的发光二极管L1-L10。计数满后又从头开始计数，从而让电路不断循环。整个电路可以采用3-12V电源供电，一般用万用表中的9V叠成电池供电。12345678GNDCVoltTRIGRVCCVoDISTHRIC1NE55512345678910111213141516CLKENARSTQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9COIC2CD4017DC3-12VR110KR210KR310KR410KR510KR6100R7100R8100R9100R10100R11100R12100R13100R14100R15100C1104C2104C3104C4104C5104C6104C7104C8104C9104C10104R16100R17100R18100R19100R20100R21100R22100R23100R24100R25100R26100R27100R28100R29100R30100R31100R32100R33100R34100R35100R36100R37100R38100R39100R40100R41100R42100R43100R44100R45100R46100R47100R48100R49100R50100R51100R52100R53100R54100R55100R56100R57100R58100R59100R60100R61100R62100R63100R64100R65100Q11815Q21815Q31815Q41815Q51815Q61815Q71815Q81815Q91815Q101815L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10R6610KR6710KR6810KR6910KR7010KR7110KR7210KR7310KR7410KR7510KGNDGNDTP1TP2TP3TP4TP5表110路流水灯控制器元件清单元件名称规格型号编号数量0805贴片电容104C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9,C1010贴片二极管4148D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8,D9,D10102.54单排针2.54单排针DC、TP1-57贴片集成电路NE555IC11贴片集成电路CD4017IC21贴片LED0805红色L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8,10图13L9,L10贴片三极管1815Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q9,Q10100603贴片排阻10KR1,R2,R3,R4,R550603贴片电阻10KR6,R7,R8,R9,R10,R11,R12,R13,R14,R15100805贴片电阻100R16,R17,R18,R19,R20,R21,R22,R23,R24,R25,R26,R27,R28,R29,R30,R31,R32,R33,R34,R35,R36,R37,R38,R39,R40,R41,R42,R43,R44,R45,R46,R47,R48,R49,R50,R51,R52,R53,R54,R55,R56,R57,R58,R59,R60,R61,R62,R63,R64,R65501/4W直插电阻10KR66,R67,R68,R69,R7050805贴片电阻10KR71,R72,R73,R74,R755飞线用电阻剪脚代替JI-J66原理图1专用PCB1二、电路所需器件介绍1、十进制计数器/脉冲分配器CD4017CD4017是5位Johnson计数器，具有10个译码输出端，CP、CR、INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR为高电平时，计数器清零。Johnson计数器，提供了快速操作、2输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。CD4017提供了16引线多层陶瓷双列直插（D）、熔封陶瓷双列直插(J)、塑料双列直插(P)和陶瓷片状载体（C）4种封装形式。其内部框图和引脚图如下。4图2CD4017内部结构图CD4017各脚功能和真值表如下：12脚：CO进位脉冲输出14脚：CP时钟输入端15脚：CR清除端13脚：INH禁止端1~7、10脚、11脚：Q0-~Q9计数脉冲输出端16脚：VDD正电源8脚：VSS地图32、时基电路NE555NE555是一块时基集成电路，它可以构成多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等，是一块用途广泛的集成电路。NE555集成电路管脚如图4，内部等效电路如图5。5图4图5NE555引脚功能简介：1脚：公共地端为负极。2脚：低触发端TRIG，低于1／3电源电压时即导通。3脚：输出端OUT，电流可达200mA。4脚：强制复位端RESET，不用时可与电源正极相连或悬空。5脚：用来调节比较器的基准电压，简称控制端CONT，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地。6脚：高触发端THRES，也称阈值端，高于2/3电源电压时即截止。7脚：放电端DISCH。8脚：电源正极VDD。三、装配及调试说明通过DC接入9V电源，为系统提供工作电源。一、元器件识别、筛选、检测（10分）仔细清点套装材料的数量，并对套装元器件进行识别、检测与筛选，检测过程中填写下表。元器件识别及检测内容配分评分标准得分电阻器2支色环（最后一位为误差）标称值(含误差)每个1分共计2分检测错不得分101棕黑黑红棕电容器1支数码标志容量值(µf)2分检测错不得分1046发光二极管1支正向电阻（数字表指针表）反向电阻（数字表指针表）2分检测错不得分L1开关二极管1支正向电阻（数字表指针表）反向电阻（数字表指针表）2分检测错不得分D1三极管1支面对标注面，画出管外形示意图，标出管脚名称共计2分检测错不得分Q1二、10路流水灯控制电路电路板的焊接（25分）要求焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。疵点：1处扣1分；2处扣5分；3处扣10分；4处扣15分；5处扣20分；6处以上扣25分。三、10路流水灯控制电路的装配（10分）要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。装配不符合工艺要求：1处扣1分；2处扣3分；3处扣5分；4处以上扣10分。四、10路流水灯控制电路的排故与调试（40分）说明：电路设计有1处故障，使流水不正常或根本不流动，根据原理图分析并用最简单的办法解决。1.调试并实现六路彩灯控制器基本功能（12分）振荡电路工作正常（3分）7计数电路工作正常（3分）显示驱动电路工作正常（3分）显示电路工作正常（3分）2.检测与调试（20分）（1）检查电路无误后，接通电源，使流水灯工作正常。（每空1分）①若R1-R5焊接中有1处发生焊接短路，则流水灯移动的速度（加快、减慢）；②若R6-R15焊接中有1处焊点开路，则流水灯移动的速度（加快、减慢、不动）。（2）若电容C1-C9部分虚焊，IC1（NE555）3脚输出波形的频率（变大、变小、不变）。（3）电容C1起作用，C10起作用。（4）测试TP1信号，记录波形参数并填写下表：（3分）记录波形（1分），其他（0.5分）示波器频率器得分时间档位：幅度档位：峰峰值：频率：周期：占空比：（5）测试TP2信号，记录波形参数并填写下表：（3分）记录波形（1分），其他（0.5分）示波器频率器得分时间档位：幅度档位：峰峰值：频率：周期：占空比：8（6）测试TP3信号，记录波形参数并填写下表：（3分）记录波形（1分），其他（0.5分）示波器频率器得分时间档位：幅度档位：峰峰值：频率：周期：占空比：（7）测试TP4信号，记录波形参数并填写下表：（3分）记录波形（1分），其他（0.5分）示波器频率器得分时间档位：幅度档位：峰峰值：频率：周期：占空比：（8）测试TP5信号，记录波形参数并填写下表：（3分）记录波形（1分），其他（0.5分）示波器频率器得分时间档位：幅度档位：频率：周期：9峰峰值：占空比：3、电路原理和故障分析（8分）（1）、当R1开路时出现的故障现象是什么，试分析一下？(2分)（2）、IC2的14脚开路后的故障现象是什么？请说明原因（2分）（3）、IC2的15脚开路后的故障现象是什么？请说明原因（2分）（4）、D5焊反的故障现象是什么？请说明原因（2分）10四、电路设计软件PROTELDXP2004应用――电源电路的设计（15分）考生须知：选手在E盘根目录上以工位号为名建立文件夹（××为选手工位号，只取后两位），选手竞赛所得的所有文件均存入该文件夹中。各文件的主文件名包括：工程库文件：××.prjpcb原理图文件：Sch××.schdoc原理图元件库文件：Schib××.schlib电路板图文件：Pcb××.pcbdoc元件封装库文件：Plib××.pcblib注：如果保存文件的路径不对，则无成绩。1．绘制电路原理图（6分）（1）在自己建的原理图元件库文件中绘制电阻元件符号。（2分）图6元件符号的绘制使用名称RES2设计位号R?(2)使用ProtelDXP2004软件，绘制图7的原理图。（4分）要求：在原理图下方注明自己的工位号。D1LEDR11K12J1S2C1100uFC2100uFC3104C4104123U17805D2LEDR21K+5VGND图7电源供电电路2．在自己建的PCB元件封装库文件中，绘制电阻元件封装。（2分）图8PCB封装绘制要求：焊盘之间距离：600mil焊盘直径：60mil焊盘孔径：32mil使用名称RES2注：①只有将该元件用于PCB图中此项才有成绩。11②如不绘制该元件封装，可用AXIAL0.4代替，则此项无成绩。3．绘制PCB板图（7分）要求：使用ProtelDXP2004软件，正确绘制附图1电源部分电路的PCB板图。（1）图中所有的电阻封装脚距为600mil。（2）电路板尺寸：80mm×60mm。（3）所有元器件均放置在TopLayer。电源线宽30mil,地线宽为40mil，其它线宽为10mil,均放在BottomLayer。（4）完成布线，并对布线进行优化调整。五、安全文明（工具设备的使用、维护、安全及文明生产）选手有下列情形，需从参赛成绩中扣分：①违反比赛规定,提前进行操作的，由现场评委负责记录,扣5-10分。②选手应在规定时间内完成比赛内容。在赛程中，均有评委记录每位参赛选手违规操作，依据情节扣5-10分。③现场操作过失未造成严重后果的，由现场评委负责记录,扣10分。④发生严重违规操作或作弊，经确认后，由主评委宣布终止该选手的比赛，以0分计算。聚零电子科技化整为零，聚零为整。培养电子兴