模拟电梯系统精彩试题问题详解2

《电子产品装配与调试》试题
题目：模拟电梯系统
完成时间：4小时
工位号：
日期：______________________________
第一部分电路说明部分
一、电路功能概述
模拟电梯系统总共分为三个模块，中枢控制，显示模块，电机模块，键盘输入，电梯门安全检测模块。

中枢控制为STC89C52RC单片机，完成电梯的逻辑判断，按键读取，显示功能。

显示模块由两位数码管和LED指示灯组成。

数码管DS1显示当前电梯状态，有停止，上行，下行三种状态，分别如下图所示：
数码管DS2显示当前楼层。

“当前楼层”标志下的一列LED（LED2，LED5……LED23）指示当前电梯所处的楼层，例如电梯在2楼，则LED20点亮，在5楼，则LED11点亮。

“电梯按钮”标志下的一列LED（LED1，LED4……LED22）指示电梯部按钮状态，例如电梯部有人需要到5楼，则LED10点亮，有人需要到8楼，则LED1点亮。

“楼层按钮”标志下的一列LED（LED25，LED27……LED33）指示电梯外部按钮状态，也就是每层楼的呼叫按钮指示，例如1楼有人需要乘电梯，则LED33点亮，5楼有人需要乘电梯，则LED29点亮。

贴片LED（LED3，LED6……LED24）为电梯门指示，关门时，LED从两旁向中间依次点亮，开门时，LED从中间向两旁依次熄灭。

“电梯按钮”标志下的按钮K(K1，K2……K8)为电梯部的按钮，例如电梯部有人想上5楼，则需要按下K4（从下往上的第5个按键），上8楼，则需要按下K1。

“楼层按钮”标志下的按钮K(K9，K10……K16)为每层楼的呼叫按钮，例如5楼有人想乘电梯，则按下K12。

电机模块有两个电机，一个是拖动电机，一个是门控电机，拖动电机正反转代表电梯上下行，门控电机正反转代表开关门。

电梯门安全检测模块采用红外线对管，检测电梯门关闭时是否有人或物体在门中央，若检测到，电梯门会打开，防止发生危险。

二、电路原理图及PCB图
三、元件清单
四、主要元件功能介绍
1、L293电机驱动芯片功能：
五、D锁存器74HC573功能: 74HC573特点：
·三态总线驱动输出
·置数全并行存取
·缓冲控制输入
·使能输入有改善抗扰度的滞后作用
原理说明：
74HC573的八个锁存器都是透明的D 型锁存器，当使能（G）为高时，Q 输出将随数据（D）输入而变。

当使能为低时，输出将锁存在已建立的数据电平上。

输出控制不影响锁存器的部工作，即老数据可以保持，甚至当输出被关闭时，新的数据也可以置入。

这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载，可以直接与系统总线接口并驱动总线，而不需要外接口。

特别适用于缓冲寄存器，I/O 通道，双向总线驱动器和工作寄存器。

HC573引脚功能表：
PIN No 引脚号SYMBOL符号NAME AND FUNCTION名称及功能
1 OE 3 State output Enable Input (Active LOW)3态输出使能（低电平）
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 D0 to D7 Data Inputs数据
12,13,14,15,16,17,18,19 Q0 to Q7 3 State Latch Outputs 3态锁存输出11 LE Latch Enable Input 锁存使能输入
10 GND Ground接地(0V)
20 VCC Positive Supply Voltage电源电压
红外线发射/接收二极管功能：
红外发射/接收二极管与普通φ5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（见图4），红外接收二极管采用黑胶封装（见图5）。

红外发射二极管的电路符号见图4，红外发射二极管工作于正向导通状态，电流流过发射二极管时，发射二极管发出红外线；红外接收二极管的电路符号见图5，接收二极管工作于反向状态，当没有接收到红外线时，接收二极管时高阻状态，
当接收到红外线时，接收二极管电阻减小。

图4 红外发射二极管图5 红外接收二极管
五、装配及调试说明
1、装配
根据电路原理图、PCB图和材料清单表，将元件安装焊接到PCB板上，安装焊接要求详见试题部分第二题（电子产品装配）。

2、调试
电路通电前应仔细检查所有元件焊接是否正确，例如：是否出现虚焊、连焊、
极性装反和元件错焊等常见问题。

检查无误后用万用表测量电源输入端是否有短路，若是一切正常方可根据下面的程序进行调试。

调试步骤：
电路板上电后，数码管DS1显示停止标志，数码管DS2显示“1”，此状
态表示电梯正停止于一楼，拖动电机和门控电机均静止，LED23点亮。

此时按下K4，LED10点亮，拖动电机开始转动，楼层指示数码管DS2显示当前楼层，楼层指示LED向上流动点亮，到达五楼后，拖动电机停止，门控电机先正转，后反转，同时开关门指示LED会按照功能概述中的描述被点亮，然后电梯停止于此楼层，此时，LED11点亮，DS1显示停止标志，DS2显示“5”。

若运行正常，说明电梯运行正常，然后调试电梯门安全检测模块。

先按下K16，此时电梯下行，在到达一楼后，电梯门打开时，将手指放在红外发射管T1和红外接收管IR1之间，此时电梯门将保持打开状态，不会关闭，将手拿开，电梯门关闭。

若运行正常，说明安全检测模块正常。

注意：红外发射管和接收管上需要分别套上1.5CM的热缩管。

此时全部电路已调试完毕，若能完成全部功能，说明调试成功。

第二部分考试答卷部分
一、元器件识别与检测（15分）
1、元件识别（3分）
清点套件中的元件，其中共有三极管______只，二极管_____只，此外还包括_______________________________________________________________等原件。

2、元件测试（12 分）
将下表涉及的元件检测结果填入表中。

质量判定填写“可用”、“短路”、“断路”、“漏电”
二、电子产品装配（50分）
工艺要求：元件安装整齐、焊点美观
1、（一）电路检修（本项分2小项，每小项9分，共18分）
要求：在模拟电梯电路线路板上，已经设置了两个故障。

请您根据电路原理图加以排除，故障排除后电路才能正常工作（可参看本项目的第（二）项电路功能）。

并请完成以下的电路检修报告。

1．故障一电路检修报告
2．故障二电路检修报告
2、完成检测报告分析
（1）刚上电时，STC89C52RC的9脚的电平变化情况是：先__高__电平，然后保持__低__电平不变。

（2）74HC573的一脚作用是____输出使能___________，若将此引脚接高电平，则74HC573的数据输出引脚将呈现__高阻______状态。

（3）电阻R12~R21的作用是____限流___。

（4）DS1，DS2是共__阴____（阴/阳）数码管。

（5）若需要DS2显示数字“1”，则单片机P0.0~P0.7口应该输出的数据是__01100000____（二进制方式表示），BIT1控制端应该置__低电平__（低电平/高电平）。

（6）假设红外发射管IR1的管压降为1.5V，则流过它的电流是__17.5___(mA)。

（7）红外接收管后级的三极管Q10的作用是__开关_____。

2、电路原理分析。

（6分）
（1）分析下图电路
①若P1口输入50HZ，峰值10V的交流信号，画出C8正端的波形
②若P1口1脚接9V电池的负极，2脚接9V电池的正极，C8正端电压为多少？
若P1口2脚接9V电池的负极，1脚接9V电池的正极，C8正端电压为多少？
3、绘制电路图
根据元器件封装尺寸画出封装图
根据电路原理图画出PCB版图，要求布局合理，走线清晰。

电路原理图：
元件封装尺寸：
三极管（引脚排列为E,B,C）单位（mm）
电容，电阻，可调电阻封装尺寸。