“亞龍杯”電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試項目備賽方案探究

[摘 要] 中職學(xué)校“亞龍杯”電工電子大賽在業(yè)內(nèi)的影響越來越大，各學(xué)校都想在大賽中取得好的名次，來擴大學(xué)校的知名度，提高學(xué)校的辦學(xué)水平。作者連續(xù)多年指導(dǎo)學(xué)生參加比賽，多次獲得一等獎的好成績，在指導(dǎo)學(xué)生方面積累了一些經(jīng)驗和想法。對每一部分比賽內(nèi)容、備賽方案，闡述觀點和總結(jié)經(jīng)驗，愿與同行共同商討，以求提高。

[關(guān) 鍵 詞] 備賽方案；技能大賽；故障檢測；電路調(diào)試

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）35-0008-02

一、引言

中職組“亞龍杯”電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試技能大賽是由教育部主辦的全國性技能大賽，它的組織形式是由各中職學(xué)校選派選手參加比賽，比賽優(yōu)勝者可進入高一級別比賽，最終代表各自省份參加全國比賽。比賽由亞龍YL-292電路模塊搭建與調(diào)試、PCB板裝配與調(diào)試、Protel DXP繪制電路圖三個部分組成，滿分100分，時間4個小時。

二、YL-292電路模塊搭建和調(diào)試

（一）工作任務(wù)

在競賽中要求按照工作任務(wù)書中的電子產(chǎn)品電路圖和給定的功能，在賽場提供的電路模塊中正確挑選出所需要的模塊，正確搭建電路并對電路進行調(diào)試，實現(xiàn)工作任務(wù)書中給定的完整電子產(chǎn)品的功能。

（二）備賽方案

這部分內(nèi)容占25分左右，想取到高分備賽時必須注意以下問題的訓(xùn)練。

1.要認真分析電子產(chǎn)品電路

在沒有動手選擇單元電路模塊之前，必須要認真識讀、分析電子產(chǎn)品電路，弄懂每部分單元電路的結(jié)構(gòu)，信號輸入、輸出端口，工作過程和主要的功能作用等。這些內(nèi)容是選擇單元電路模塊的依據(jù)。

2.要準確選擇單片機程序

根據(jù)題目要求，準確地選擇對應(yīng)程序并下載到單片機里。YL-292里有三種單片機，不同單片機程序不同，下載方法也不相同，備賽訓(xùn)練時一定要讓學(xué)生熟練掌握下載方法以及下載時容易出現(xiàn)的問題。例如，STC51單片機下載時由于芯片問題經(jīng)常無法下載，我查閱了網(wǎng)上的一些資料，不斷總結(jié)，發(fā)現(xiàn)適當提高單片機的電源電壓就可解決這一問題。

3.要根據(jù)功能需求選擇單元電路模塊

單元電路模塊要根據(jù)實際電路的需要來選擇，模塊選多或選少都會扣分。訓(xùn)練時要求學(xué)生用鉛筆直接在電路原理圖中勾畫出模塊，能寫出模塊編號更好。模塊選擇后，按電路要求排列。一般來說，模塊的擺放順序是以輸入到輸出的順序放置，模塊之間的距離不能太遠，相互間盡量要靠近，以盡量減少外界的干擾；盡量把微處理器模塊放在中央，顯示模塊放在右上角，操控的模塊（如鍵盤電路模塊）放在右下角，電源模塊放在左上角，執(zhí)行模塊放在左下角。這樣不僅便于用導(dǎo)線連接模塊和對電路進行測量，也便于在出現(xiàn)故障時查找維修。

4.各模塊間要根據(jù)電路工作需要用合適的導(dǎo)線連接

根據(jù)不同性質(zhì)的連接點，可采用不同顏色的導(dǎo)線以示區(qū)別，為的是在出現(xiàn)問題的時候方便查找。若一些導(dǎo)線較長，在保證實現(xiàn)電子產(chǎn)品功能的前提下，可以對已經(jīng)連接好的導(dǎo)線進行捆扎。這樣不僅使模塊連接更加美觀，而且也可以減少外界對電路的影響。

模塊選擇正確，接線正確，電路功能一般都能正常實現(xiàn)。

三、PCB板焊接裝配與調(diào)試

（一）工作任務(wù)

賽場提供制作好的PCB電路板和配套的元件，需要參賽者正確安裝元件并焊接，最后對PCB板進行調(diào)試，并記錄相關(guān)參數(shù)。分數(shù)占60分左右。

（二）備賽方案

近幾年的比賽任務(wù)書中要求完成的電路已經(jīng)是一個完整的電子產(chǎn)品，如，定額計數(shù)器、溫度報警器、模擬烘手機等。完成這些產(chǎn)品的安裝、調(diào)試，不僅工作量大難度也很大，所以這項任務(wù)完成的好壞直接影響最后的名次，指導(dǎo)教師在備賽時需要花大量的時間和精力研究這項內(nèi)容，提高選手的得分率。

1.安裝時需要注意的問題

（1）PCB電路板的檢查

PCB電路板是由賽場提供的，在插裝元件前應(yīng)對電路板進行檢查。需要弄清楚PCB板的布局、分區(qū)以及各測試點的位置。近幾年為增加競賽難度，PCB板大多為雙面板，貼片元件占總元件的30%左右，同一個貼片元件在電路板的頂層和底層都有絲印，參賽者往往不知道從何入手，這時更需要參賽者冷靜分析，了解整個系統(tǒng)的布局，找到解決問題的突破口。備賽時指導(dǎo)教師要盡可能把自己的經(jīng)驗告訴學(xué)生，同時也要訓(xùn)練選手具備從容應(yīng)對突發(fā)事件的能力。

（2）元件的識別和篩選

賽場提供的配套元件包（比實際元件個數(shù)略多），選手根據(jù)實際需要對元件進行識別、篩選、檢測。所謂“見多識廣”平時注意讓學(xué)生多接觸各種元件，比賽時即便遇到?jīng)]用過的元件，也不會無從應(yīng)對。

（3）元件的排布

在PCB板上插裝元件，應(yīng)符合裝配工藝的要求，基本原則如下：元器件的標志方向應(yīng)符合規(guī)定的要求；極性元件不能裝錯；元件安裝的先后順序為先貼片元件后直插式元件，先輕后重，先低后高。

（4）焊接

在近幾年的競賽中，裝配的電子產(chǎn)品電路多為模數(shù)混合電路，還有大量的貼片元件，在焊接的同時還需要考慮防靜電的問題，所以選用一把合適的電烙鐵就顯得非常重要。實踐證明，使用50W的恒溫電焊臺配刀型烙鐵頭就可以滿足要求，焊錫上選用0.8mm的松香芯焊錫，不需要使用其他助焊劑。

焊接時要求焊點有足夠的機械強度，但也要避免焊錫用量過多，出現(xiàn)的短路和虛焊的現(xiàn)象；焊接要控制好時間，充分加熱，保證焊點具有良好的導(dǎo)電性。

2.系統(tǒng)調(diào)試與故障檢修

在競賽中調(diào)試與故障檢修的分值比重很大，難度也是最大的。調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。由于軟件程序都是在賽前由出題者直接將程序?qū)懭雴纹瑱C中，所以參賽選手只需要考慮硬件方面的問題。

（1）通電前的檢查和準備

電路板檢查后才能通電。第一，檢查所有元件是否裝配正確，特別是有極性的元件。第二，查看PCB電路板焊接是否牢靠。第三，認真熟讀任務(wù)書中描述的產(chǎn)品功能說明。

（2）通電測試

通電步驟：第一，檢查電源電壓是否正常。在PCB電路板上檢查電源電壓是否達到功能說明中的要求，滿足要求后可將電源斷開，再把集成芯片裝到對應(yīng)的位置，繼續(xù)后面的調(diào)試。若不滿足則需要檢查電源模塊。第二，檢查電路是否正常。電路的檢查一般是從信號的輸入端開始，根據(jù)信號的流向逐級向后檢查，若信號在哪級電路中消失了，問題一般就出現(xiàn)在哪級電路。訓(xùn)練中要求學(xué)生在通電測試時要結(jié)合任務(wù)書中的功能說明，實現(xiàn)的功能打勾，沒有實現(xiàn)的打叉，這樣做便于讓學(xué)生明白自己的得分也可以讓學(xué)生有針對性的查找問題，取得事半功倍的效果。

（3）故障檢修

賽場提供的PCB板預(yù)先設(shè)置了2個故障點，需要參賽者通過故障現(xiàn)象，分析產(chǎn)生故障的原因，找到故障點并排除。故障點排除后才能正確的對系統(tǒng)的參數(shù)進行測試。故障檢修一直是參賽選手的“瓶頸”，要想在很短的時間內(nèi)找到故障點并排除需要注意一下幾個方面。第一，提高自身的讀圖、識圖能力。備賽訓(xùn)練中要求學(xué)生一定掌握常用芯片的原理和用法，做到能默畫單元電路，隨口就能講出單元電路原理。看系統(tǒng)電路圖時了解各部分電路的功能，清楚信號的傳輸路徑，明白信號對每一部分的輸入/輸出關(guān)系等。第二，提高閱讀能力和分析實際問題的能力。任務(wù)書中對電子產(chǎn)品的功能和操作步驟有詳細的闡述，參賽者應(yīng)緊扣說明逐條調(diào)試，如果某一功能不能實現(xiàn)，故障點很有可能就在這里，這時可根據(jù)電路原理圖加以分析，最終確定故障點的準確位置。第三，加強語言表述能力的培養(yǎng)。任務(wù)書中要求對故障現(xiàn)象，產(chǎn)生故障的原因，找到故障點并排除的方法進行描述，如果僅在PCB板上排除故障，沒有在任務(wù)書指定的位置寫出來，故障檢修這部分的分數(shù)是拿不到的。故障排除考核的是學(xué)生的綜合能力，指導(dǎo)教師不能操之過急。對于選手的訓(xùn)練，要多鼓勵多關(guān)心；在專業(yè)講授上注重基礎(chǔ)，盡量把抽象的理論用實物演示，有條件的可以用Multisim軟件仿真。

（4）數(shù)據(jù)分析與處理

借助萬用表、數(shù)字示波器等儀器儀表進行參數(shù)測量。訓(xùn)練時注重細節(jié)，不要丟分。比如波形調(diào)節(jié)出2～3個波峰為最佳，太多或太少都會扣分。

三、Protel DXP繪制電子電路圖

（一）工作任務(wù)

根據(jù)賽場提供的實物PCB板，使用Protel DXP軟件繪制原理圖，并保存在指定的路徑中。分數(shù)占15分左右。

（二）備賽方案

2010年以前這部分考核內(nèi)容是提供電路原理圖，參賽選手用軟件繪制原理圖、PCB圖、制作元件外形及封裝。2010年后提高了難度，由賽場提供的實物PCB板，使用Protel DXP軟件繪制原理圖，就是我們常說的“測繪電路”。

“測繪電路”應(yīng)注意的問題：第一，培養(yǎng)學(xué)習(xí)電子電路的基本素質(zhì)，熟悉典型電路模塊，做到“心中有電路”。不管多么復(fù)雜的電子電路都是由一些典型的單元電路組成，在測繪時，如果能看出相應(yīng)的單元電路會節(jié)省大量的時間和精力，并且準確度也會提高。第二，摸索適合自己的測繪方法。在實踐中，可以采用不同顏色的記號筆來標注不同功能的模塊。例如，用紅色筆將正電源的路徑、黑色筆將負電源的路徑全部勾畫出來，測繪完一個元件就用藍色筆把它劃掉，這樣密密麻麻的線路就變得有序了，大大提高了測繪速度。第三，熟練掌握軟件的使用。Protel系列軟件是美國AMTEL公司設(shè)計的，使用中會有很多的英文提示和英文菜單，參賽者英文都不太好因而看不懂，這就需要指導(dǎo)教師幫助參賽者明白常規(guī)英文單詞的意思，正確掌握軟件的使用方法。第四，注意細節(jié)，認真對待。測繪電路需要參賽者細心、嚴謹，有良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。例如，電阻單位不能寫成“K”需寫成kΩ，電容的單位不能寫成“uF”需寫成“μF”等。

四、總結(jié)

“普高有高考，職業(yè)學(xué)校有技能大賽”，職業(yè)技能大賽的目的就是通過競賽活動引領(lǐng)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革，為常規(guī)教學(xué)指出發(fā)展的方向。我們應(yīng)該通過競賽提高全體教師和學(xué)生的專業(yè)知識水平及專業(yè)技能，才能在全面提高的基礎(chǔ)上選出優(yōu)秀的選手來。由于作者能力有限，以上觀點還有許多的不足之處，敬請各位同行老師批評指正。

參考文獻：

談世哲.Protel DXP 2004電路設(shè)計基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2007.