可调电源Word文档格式.docx

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R27，R28，R30，R31，R32

8

电阻20K

R10，R11，R13，R15，R17

R19，R21，R23

电阻500K

R26

电阻510

R12，R14，R16，R18，R20，

R22，R24，R25

集成元件74HC245

U1

SOL-20

2

数码管红色共阳0.56

DS1，DS2

封装自绘

12

2.5*6空心端子

J1---J5，J7--J13

直插

IC座

DIP-40

DIP-14

ISP下载口

J6

电容220uF/25V

C2，C5

电容30P

C3，C4

电容4.7uF/25V

C6

4

定位螺丝杆/母

集成元件AT89S51

U2

集成元件LM324

U4

晶振12M

Y1

排阻3.3K

RP1，RP2

三端稳压7805

U3，U5

三极管8550

Q1，Q2

20

数码管座

圆孔单排针

微调电位器1M

R29

3

微动开关6*6*5

S1，S2，S3

IC座-DIP-40

IC座-DIP-14

电路件清单

1.1电路主要元器件介绍

1.AT89S52单片机

AT89S52为ATMEL所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。

T89S52各引脚功能介绍：

VCC：

电源正端输入，接+5V。

VSS：

电源地端。

XTAL1：

单芯片系统时钟的反相放大器输入端。

XTAL2：

系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。

RESET：

AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。

EA/Vpp：

"

EA"

为英文"

ExternalAccess"

的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。

因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。

如果是使用8751内部程序空间时，此引脚要接成高电平。

此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。

ALE/PROG：

ALE是英文"

AddressLatchEnable"

的缩写，表示地址锁存器启用信号。

AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0～A7）锁进锁存器中，因为AT89S52是以多工的方式送出地址及数据。

平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。

此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。

PSEN：

此为"

ProgramStoreEnable"

的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。

AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。

PORT0（P0.0～P0.7）：

端口0是一个8位宽的开路汲极（OpenDrain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。

其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。

如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。

设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。

PORT2（P2.0～P2.7）：

端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。

P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。

PORT1（P1.0～P1.7）：

端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LSTTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。

如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。

PORT3（P3.0～P3.7）：

端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。

其引脚分配如下：

P3.0：

RXD，串行通信输入。

P3.1：

TXD，串行通信输出。

P3.2：

INT0，外部中断0输入。

P3.3：

INT1，外部中断1输入。

P3.4：

T0，计时计数器0输入。

P3.5：

T1，计时计数器1输入。

P3.6：

WR：

外部数据存储器的写入信号。

P3.7：

RD，外部数据存储器的读取信号。

　　RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

　　ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

　　/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

　　/EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；

当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

　　XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

来自反向振荡器的输出。

2.LM324

LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；

Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM324的引脚排列见图2。

图1图2

由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。

下面介绍其应用实例。

3.三端1.5A正电源稳压电路

特点：

4.74HC245芯片

总线驱动器，典型的CMOS型三态缓冲门电路。

由于单片机或CPU的数据/地址/控制总线端口都有一定的负载能力，如果负载超过其负载能力，一般应加驱动器。

第1脚DIR，为输入输出端口转换用，DIR=“1”高电平时信号由“A”端输入“B”端输出，DIR=“0”低电平时信号由“B”端输入“A”端输出。

　　第2~9脚“A”信号输入输出端，A1=B1、、、、、、A8=B8，A1与B1是一组，如果DIR=“1”OE=“0”则A1输入B1输出，其它类同。

如果DIR=“0”OE=“0”则B1输入A1输出，其它类同。

　　第11~18脚“B”信号输入输出端，功能与“A”端一样，不再描述。

　　第19脚OE，使能端，若该脚为“1”A/B端的信号将不导通，只有为“0”时A/B端才被启用，该脚也就是起到开关的作用。

　　第10脚GND，电源地。

　　第20脚VCC，电源正极。

TRUTHTABLE真值表

H=高电平L=低电平×

=不定

1.2电路功能简介：

附图一是一可调电源电路，S1、S2按键用来调整输出电压的大小并通过数码管显示，数码管显示范围为00—50（表示电压从0.0V—5.0V可调），对应单片机芯片P1.7—P1.0口的计数范围11111111----00000000，即数码管显示00时,P1.7—P1.0为11111111，数码管显示50时，P1.7-P1.0为000000；

数码管每加减1，P1口输出对应递减或递增，单片机芯片P1口的输出端通过一D/A转换网络在端子J1处输出一电压，该电压作为运放电路的一输入电压。

U3、U4、R26和R29组成一可调电源电路，使得U3的输出端（即J5端子处）的电压值应与数码管显示值相同（误差不得超过2%）。

二、考题答卷部分

2.1电子产品装配（25分）

焊接电路前，需选对元件进行筛选，并完成2.2题的元器件测试报告。

内容

技术要求

配分

评分标准

得分

元器件引脚

1、引脚加工尺寸及成形应符合装配工艺要求

1、检查成品，不符合要求的，每处每件扣0.5分/件。

2、根据监考记录，工具的不正确操作，每次扣0.5分。

元器件安装

2、元件高度及字符方向应符合工艺要求

3、元件安装横平竖直

4、PT100的安装引线长度要大于25mm

5、电路板底层安装贴片元件

焊点

6、焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺

7、焊盘不应脱落

8、修脚长度适当，一致，美观

安装质量

9、集成电路、二三极管等及导线安装均应符合工艺要求

10、元器件安装牢固，排列整齐

11、无烫伤和划伤，整机清洁无污物

常用工具的

使用和维护

12、电烙铁的正确使用

13、钳口工具的正确使用和维护

14、万用表正常使用和维护

15、毫伏表正常使用和维护

16、示波器正常使用和维护

2.2参数测试（30分）

1、元件参数测试（10分）

将下表中涉及元器件检测结果填入表中。

注意：

质量判定填写“可用”、“断路”、“短路”、“漏电”。

所使用的万用表型号为:

____________________________

识别及检测内容

评分标准

电阻器

色环（最后一

位误差）

标称值（含误差）

测量档位

每支1分

错1项，该电阻不得分。

棕黑黑红金

灰红黑黑棕

电容C1

标称值（µ

f）

介质

质量判定

错1项，该电容不得分。

电容C6

标出管脚名称

错1项，该二极管不得分。

三极管Q1

画外形示意图

电路符号

错1项，该三极管不得分。

三端稳压电源U3

其稳压值

错1项，该可调电阻不得分。

可调电阻

错1项，该蜂鸣器不得分。

数码管

DS1

外形图标出管脚名称

质量判断

检查电路板上安装的元件，装错、漏装或操作损坏元件扣0.5分/件。

晶振

外形图

测量阻值

各项操作方法不当及错误操作手法扣0.5分/项

2、该项目板上有一处连接导线断路了，请参照附图一，找出改故障点并给予排除。

（10分）

故障现象：

故障检修：

故障点：

故障排除：

3、调整该项目板，使得数码管显示4.0时，U3的3脚输出电压为4V。

（2分）

4、参照附图一中标注的TP1—TP8测量点，进行测量，数据记录在附表一中。

（6分）

测试点电压

TP8

TP7

TP6

TP5

TP4

TP3

TP2

TP1

项目板

（2）当电路正常工作时，测试晶振波形（2分）

Y1：

记录示波器波形

示波器

时间档位：

幅度档位：

峰峰值：

周期：

5、分析原理图（30分）

1.U3、U4、R26和R29组成一可调电源电路，如果要求U3的3脚输出电压范围为0V—5V，那么附图一中的U4、R26和R29应该组成何种运算放大电路？

并简述理由。

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2.参照附图一中外接端子的标注，把需要相连接的端子写在一起：

如：

J1应和J2连接，则答案为“J1接J2”具体要求如下：

（1）、可调电源电路能够实现“电路简介”中的功能。

（4分）

（2）、D/A转换部分电路的输出端子J1要正确接入可调电源部分电路中。

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3．设计一最简的输出为方波的振荡器电路。

在下面空白处画出其示意图。

PROTEL软件应用（15分）

一、绘制电路原理图（8分）

按照完善后的附图一，在DXP软件中画出原理图纸，细则如下：

画图时正确使用原理图库，选择合适的元件绘制电路原理图，自绘元件要用到图纸中。

电路图中允许使用合法的网络标号，所画电路原理图规范而美观，可包含必要的注释类字符或语句。

制作考题中附图二所示的排阻的原理图库元件，并将该元件以RP_场次_工位格式命名，存入总则所述的原理图库文件中。

绘图时允许考生使用现场自制的其它较为规范的原理图库元件，但元件必须存储于上述的库文件中，且这些元件也必须以XX_场次_工位格式命名，此处的XX为自定义，中英文均可。

在原理图中正上方明显位置放置自己的“场次_工位”，字符串为蓝色、宋体、加粗、二号字。

二、根据自己的原理图生成PCB（12分）

细则如下：

1.板子尺寸：

180*75（mm），PCB边界采用禁止布线层绘制。

2.电路板：

双面板，所有器件禁止使用贴片封装。

3.布线方向：

顶层为水平方向布线方式，底层为垂直方向布线方式。

4.四个定位孔：

直径均为3.2mm，定位孔中心到线路板最近的边界都是3mm。

5.线宽规则：

与外接端子和电源、地线相关的元件线路宽度不得小于20mil，其它线路宽度不得小于10mil。

6.整个PCB板，线的安全间距不得小于10mil。

7.过孔的外直径不得小于30mil，不得大于60mil；

内直径不得小于10mil，不得大于30mil。

8.自建一个PCB封装库文件，其中包含考生制作的ISP下载口元件封装，及考生自制的其它元件封装（自绘封装要用到图纸中）。

ISP下载口元件封装库制作说明如下：

●外观及尺寸数据如附图三所示，单位：

mil。

●外形轮廓等线条均在TopOverlay层，线宽0.4mm

●焊盘尺寸1.8mm，圆形，位于multilayer层，焊盘孔径0.8mm。

●ISP下载口元件封装的焊盘序号须与附图一符号的管脚号对应。

●将该封装存入上述封装库文件中，且名称为ISP_场次_工位。

9.允许考生使用现场自制的其它较为规范的封装库，各封装的命名也须满足ZZ_场次_工位的格式，ZZ可自定义，中英文均可。

10.给整个PCB板进行多边形覆铜，连接网络为GND。

11.在印刷电路板内部正上方位置用场次_工位给该线路板标注名称，字符在顶层丝印层，高度6mm。

附图二附图三