物体流量计数器试题

“电子产品装配与调试”试题
考题名称：物体流量计数器
完成时间：4个小时
工位号：
第一部分:电路说明部分
一、电路功能概述
;某生产车间生产量不断加大，在生产中遇到一个问题，正常情况下一个大袋中药装入10个物料，但是由于人为疏忽，有时会导致多装或漏装，为解决这个问题，提出一个物料自动打包的系统。

下面我们为工程设计一个自动打包系统，经过我们分析，自动打包系统分为两部分组成，物体流量计数器和机械封装系统。

我们这次要完成的就是物流计数器。

物流计数器组成框图如下：
主要由红外对射、放大整形、计数显示、计满输出和稳压电源组成。

电路通电后红外发射二极管发射的红外线没有射入红外接收二极管中，当物体经过时光线被反射，红外接收管导通，此信号通过Q2组成的放大电路，对信号进行放大处理，经过处理后的信号进入由U1组成的施密特触发电路，将模拟信号转换为脉冲信号，BCD码加法计数器接收到此信号后，对
脉冲上升沿进行加法计数处理，计数电路输出Q0-Q3信号，信号分别送入译码显示电路和计满输出电路，译码显示电路由U3和7段数码管组成，U3将接收的BCD码经过译码后驱动LED数码管，使其显示当前计数值，计满输出电路由R6、R7、Q3、Q4和K1等元件组成，当BCD码输出为1001时继电器K1吸合，蜂鸣器响，计数达到10件，信号输出启动自动封箱设备。

稳压电路主要由整流滤波电路和串联稳压电路组成。

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物体流量计数器原理图
物体流量计数器元件清单
注意：元件名称后面带※符号的为贴片元件。

二、主要元件功能介绍
1、红外发射/接收二极管
红外发射/接收二极管与普通5mm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，红外接收二极管采用黑胶封装。

红外发射二极管工作于正向，电流流过发射二极管时，发射二极管发出红外线，红外接收二极管工作于反向，当没有接收到红外线时呈高阻状态，当接收到红外线时，接收二极管电阻减小。

红外发射二极管红外接收二极管
2、时基电路NE555
NE555时基电路是一种具有广泛用途的单片集成电路，外接适当的元件可以轻松地组成多振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等，在波形产生与变化等诸多领域也有着广泛的应用，因而被人们称为万能集成电路。

NE555引脚如下图：
1地GND ：公共接地端为负极
2触发：低触发端TR，低于1/3电源电压时即导通
3输出：输出端OUT,输出电流可达200mA
4复位：强制复位端，不用时可与电源正极连或悬空。

5控制电压：比较器的基准电压，简称控制端Vco，不用时可悬空或通过0.01uf
电容接地
6门限(阈值）：高触发断TH，也称阀值端，高于2/3电源电压时截止
7放电：放电端DISC
8电源电压Vcc
3、CD4518 二/十进制同步加计数器
CD4518是一个同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～{15}.该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚；{11}脚～{14}脚），
CD4518引脚功能(管脚功能)如下：1CP、2CP：时钟输入端。

1CR、2CR：清除端。

1EN、2EN：计数允控制端。

1Q0～1Q3：计数器输出端。

2Q0～2Q3：计数器输出端。

Vdd：正电源。

Vss：接地。

CD4518控制功能：CD4518有两个时钟输入端CP和EN，若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端为高电平（1），若用时钟下降沿触发，信号由EN输入，此时CP端为低电平（0），同时复位端RESET也保持低电平（0），只有满足了这些条件，电路才会处于计数状态，否则没办法工作。

4、7段数码管驱动器4511
CD4511是一个用于驱动LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。

可直接驱动LED显示器。

第二部分考试答题部分
安全文明生产
要求；仪器、工具正确放置，按正确的操作规程进行操作，操作过程中爱护仪器、工具、工作台，防止出现触电事故。

一、元器件的识别与检测（15分）
使用万用表检测规定的元器件，并把检测结果进行选择或填写在下表对应的空格中。

元器件识别及检测容配分评分标准评分
电阻器2支
测量值
每支2分
共计4分
检测错误不得分R3（103）
R14（301）
电容器
1支C2
判断好或坏（在□中用√号表示你的选择）
1分检测错误不得分□好□坏
类型介质
2分类型、介质各1分
二极管D1 正向电阻反向电阻
2分正、反向电阻2分
1支判断好或坏（在□中用√号表示你的选择）
1分检测错误不得分□好□坏
三极管
1支Q1
判断管型（在□中用√号表示你的选择）
2分检测错误不得分□PNP型□NPN型
判断好或坏（在□中用√号表示你的选择）
1分检测错误不得分□好□坏
管脚向自己，写出管脚位置
2分管脚写错不得分
二、电路板焊接（本大项共2小项，共15分）
根据给出的物体流量计数器原理图，并在给出的元件中，正确选择所需要的元件，把它们准确地焊接在所发的电路板上。

1．SMT（贴片）焊接（6分）2．非SMT（贴片）焊接（9分）要求：在电路板上所焊接的元件的焊点大小适中，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。

三、电子产品电路安装（10分）
正确地装配给出的器件。

要求：电路板上插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标向均应符合工艺要求；接插件、紧固件安装可靠牢固，电路板安装对位；无烫伤和划伤处，整机清洁无污物。

四、电路的调试与检测（本大项共3小项，共40分）
要求：根据物体流量计数器原理图和已按图焊接好的电路板，按本项目的各项要求，对电路进行调试与检测。

1．调试并实现电路的基本功能（18分）
鉴定容技术要求配分评分标准得分
注意：电路设计有一处故障，需要排除后才能正常稳定地工作。

2．调试与检测（15分）
（1）使用毫伏表测量Q1的基极电压为___________V 。

（小数点后2位）（0.5分）
（2）用万用表测量C7两端电压为 V 。

（0.5分） （3）K1未闭合时测量整机工作电流 mA 。

（0.5分）
（4）电解电容C8的作用是____________________________________。

（0.5分） （5）二极管D5的作用是 。

（0.5分） （6）电路工作正常时LED2两端电压是 ，（0.5分）R11的作用是
，（0.5分）计算R11的实际功耗是 （1.5分）
（7）三极管Q3、Q4的输出逻辑关系为 （与、或、非、与非）（1分） （8）电路正常工作时，若D6击穿C8端电压 （升高、降低、不变）（1分） （9）电路正常工作时，若R1开路，C8电压 （升高、降低、不变）（1分） （10）当K1吸合时，测Q5和Q1引脚的电压（3分）
引脚 C B E C B E
电压
（11）电路在正常工作（无障碍物）时，测量测试点U1-3脚波形。

（4分）波形（2分）期（1分）幅度（1分）
=
T ms
V V
=
-P
P
3、电路原理和故障分析（7分）
（1）电路正确安装与调试后，发现计数不是很稳定，容易出现错误计数或者不计数的现象，请仔细根据原理图及PCB印制板实物，找出电路故障点的位置是处？如解决？（4分）
（2）目前的物体计数电路是物体经过后（障碍移开后）计数器加1，试分析电路怎样改进后，使物体进入（障碍物刚进入）时加1？（3分）
第三部分电路设计软件PROTEL应用
------串联式稳压电源设计（15分）
参赛选手须知：
参赛选手必须在D：盘以“工位号”为名建立一个文件夹，竞赛所得到的所有文件均存入该文件夹中。

试题（以下所有题目都以下图为依据）：
1、制作元件（2分）
建立原理图元件库文件，并在库中画元件RP2。

2、画原理图（4分）
（1）建立名为DY的原理图文件，并设置原理图图纸尺寸为A4。

（0.5分）（2）画原理图，必须将自制元件符号用于原理图中。

（3.5分）
3、制作封装（2分）
建立PCB元件库文件，并在库中画元件RP2的封装。

4、创建网络表文件（1分）
根据原理图创建网络表文件。

5、PCB设计（6分）
要求：元件布局合理，布线完整，外形尺寸合适。

说明：（1）使用单面板或双面板；
（2）外形尺寸根据需要调整；
（3）信号线宽度合适；
（4）各元件的封装根据实际元件合理设计。