单片机控制技术项目训练教程-项目十二 2019国赛赛题

2019年永州市中等职业学校技能竞赛单片机控制装置安装与调试任务书永州市中等职业学校技能竞赛组委会2019年10月工位号（一）选手须知1．赛点提供设备及软件环境赛点提供亚龙YL-236单片机应用实训考核装置，其装置主要配置如下表：在KEIL4开发平台上用汇编或C语言编写控制程序。

2．选手自带工具：（1）电路装接工具：活动扳手、螺丝刀（不允许用电动扳手和电动螺丝刀）、剥线钳、电工钳、尖嘴钳；（2）电路和元器件焊接检查工具：电烙铁、万用表；（3）试题作答工具：圆珠笔或签字笔、HB或B型铅笔、三角尺。

3．选手注意事项（1）选手凭身份证提前30 分钟到达比赛现场参加检录，迟到时间超过30分钟的，不得入场进行比赛场地。

（2）正式比赛时，参赛选手不得穿戴有学校标志的工作服或校服；不得携带任何书籍、资料、元器件、电路板、电子存储产品（U 盘等）和通信工具进入赛场，否则以舞弊处理。

（3）参赛选手应遵守竞赛规则，遵守赛场纪律，服从指挥和安排，爱护竞赛场地的设备和器材。

如有损坏或丢失竞赛设施设备，参赛队需照价赔偿。

（4）在竞赛过程中，要严格按照安全规程进行操作，防止触电和损坏设备的事故发生。

（5）在比赛过程中，如遇设备故障可向裁判员提出，经确认后由裁判长决定是否更换设备或加时，并签字确认。

（6）选手填写自己的工位号。

（二）比赛内容在YL-236设备中编写单片机程序实现如下功能：该系统分为3种运行模式，使用矩阵键盘中的3个按钮（具体使用按钮由选手现场抽签决定）实现下面功能：（1）按下第1个按键时在数码管上循环显示60s倒计时。

（2）按下第2个键时进行步进电机前进3s,停止2s,后退3 s然后停止。

（可选机械手臂模块：按下第2个键时从工位1抓球前进到工位3放开球,停止2s,后退到工位1后停止。

）（3）按下第3个键时利用18B20传感器在12864液晶显示屏上显示当前温度。

当运行其中任意模式时，其他模式自动关闭。

(三)参赛选手独立完成下列工作任务1、选择赛场提供的装置模块和元器件；2、编写控制程序保存在D盘以工位号命名的文件夹中；3、使用亚龙YL-ISP把编译好的程序下载到单片机中；4、调试单片机控制程序和元件的有关参数，达到工作任务书给定的工作要求。

全国大学生电子设计竞赛培训系列教程《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程——基本技能训练与单元电路设计》内容简介本书是全国大学生电子设计竞赛培训系列教程之一——《基本技能训练与单元电路设计》分册。

全书共7章，主要介绍了“全国大学生电子设计竞赛”的基本情况、设计竞赛命题原则及要求、历届考题的类型、考题所涉及的知识面和知识点、竞赛培训流程，以及赛前、竞赛期间的注意事项等内容；并较详细地讲解了电子竞赛制作的基础训练、单片机最小系统和可编程逻辑器件系统设计制作；最后介绍了单元电路的工作原理、设计与制作。

本书内容丰富实用，叙述简洁清晰，工程性强，可作为高等学校电子信息科学与工程类专业、电气工程及自动控制类专业的大学生参加“全国大学生电子设计制作竞赛”的培训教材，也可作为各类电子制作、详程设计、毕业设计的教学参考书，以及电子工程技术工程师的参考书。

前言全国大学生电子设计竞赛是由教育部高等教育司、信息产业部人事司共同主办的面向大学生、大专生的群众性科技活动，目的在于推动普通高等学校的信息电子类学科面向21世纪的课程体系和课程内容改革，引导高等学校在教学中培养大学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，加强学生工程实践能力的训练和培养，鼓励广大学生踊跃参加课外活动，把主要精力吸引到学习和能力培养上来，促进高等学校形成良好的学习风气，同时也为优秀人才脱颖而出创造条件。

全国大学生电子设计竞赛自1994年至今已成功举办了七届。

深受全国大学生的欢迎和喜爱，参赛学校、队和学生逐年递增。

全国大学生电子设计竞赛组委会为了组织好这项竞赛事，编写了电子设计竞赛获奖作品选编，深受参赛队员的喜爱。

有许多参赛队员和辅导教师反映，若能编写一部从基本技能训练、单元电路设计直至综合设计系列教程，那将是锦上添花。

2006年北京理工大学罗伟雄教授在湖南指导工作时也曾提出这个设想。

当时就得到了国防科技大学的领导和教员响应。

立即组建了“全国大学生电子设计竞赛培训系列教程编写委员会”。

2019年全国职业院校技能大赛（高职组）GZ-2019021嵌入式技术应用开发赛项赛卷本赛卷包括硬件装调和赛道任务两部分。

要求参赛选手在规定时间内焊接、调试一套比赛现场下发的功能电路板，并安装在主竞赛平台（简称为主车；同时，在后文中，我们将从竞赛平台简称为从车）上。

同时，完成嵌入式应用程序的编写和测试，使之能够自动控制竞赛平台（主车、从车）完成相应赛道任务。

第一部分硬件装调赛题一、比赛要求比赛现场下发功能电路板焊接套件（含带故障的PCB空板与元器件）和相关技术资料（电路原理图、器件位置图、物料清单）。

参赛选手需在规定时间内，按照安全操作规范与电子产品制作工艺，焊接、调试该功能电路板，使其功能正常，并安装到主车上。

二、比赛内容（一）元器件检测参赛选手须参照物料清单进行元器件的辨识、清点和检测。

本赛题所涉及的元器件种类仅限于：电阻、电容、电感、二极管、三极管、MOS管、电位器、LED发光二极管、555芯片、595芯片、晶振、CMOS逻辑门、集成稳压块、光强度传感器、光敏电阻、超声波传感器、红外传感器、射频识别单元、语音识别单元、解调芯片、数码管、蜂鸣器、扬声器、模拟开关、USB转串口芯片、USB座。

（二）电路板焊接参赛选手须依据电路原理图、器件位置图、物料清单，在规定时间内完成电路板焊接与调试并安装到主车上，在完成所有比赛后上交该电路板进行焊接工艺评分。

本赛题所涉及的贴片元器件封装仅限于： TSSOP-6、SIP-8、SOP-8、TSSOP-8、SOP-14、TSSOP-14、SOP-16、TSSOP-16、SOT-23、SOT-223、0603、0805、1206、3528、QFN-28、贴片电容6.5*6.5、贴片电容8*10、CD43、邮票孔。

（三）功能验证、故障排除参赛选手须根据正确的电路原理图，分析各电路功能，并使用示波器、万用表等仪表进行故障排除，使现场下发的功能电路板功能正常。

本赛题所涉及的电路故障仅限于：断线、短路、丝印错误、器件封装错误。

2019年江苏省职业学校技能大赛（电工电子类）单片机控制装置安装与调试技能比赛试卷【中职组样卷】说明：①试卷包括工作任务书、单片机控制装置说明、评分表，共 7 页。

绘图纸 A4 和草稿纸由赛场提供。

②选手按规定比赛时间独立完成工作任务书各要求，比赛时间为240 分钟。

③比赛结束后，按评分表要求从职业与安全意识、扎线、绘图、问答、程序功能五个部分评分，相加总和为技能成绩。

工作任务书工位号：1.【需求分析】根据人工气候箱模拟控制装置的具体要求，利用实训考核台中相关模块、元件和执行机构，搭建模拟控制装置。

2.【硬件设计】选择合适的模块、元件和执行机构设计该演示装置，并在答题纸上准确规范地绘制以模块为基本单元的控制接线图。

3.【线路连接】按工艺规范用连线连接该演示装置所需各模块、元件和执行机构。

4.【软件调试】按要求编写单片机控制程序，将工程相关文件存放在“D”盘中以工位号命名的文件夹内并进行调试，以达到人工气候箱模拟控制装置的技术要求。

人工气候箱及模拟控制装置描述1.【背景】人工气候箱是把无法控制的大自然环境搬进实验室，人为地通过单片机系统实现模拟自然环境中与生物生长、发育有关的温度、湿度和光照三大主要因素，创造局部人工气候，以寻求各种农作物的最佳生长条件，探索其生长、发育的规律，培养新品种，获取优质、稳定、高产的新技术。

人工气候箱是农业科学研究的有效工具。

2.【组成】本装置是人工气候箱的模拟控制装置。

由温度指示器（数码管7~6位）、湿度指示器（步进电机）、8个冷光源（LED指示灯）、强对流风扇（直流电机）、电子钟（数码管4~0位）、电动门（机械搬运装置）、电动门开关（钮子开关SA8）、矩阵键盘和12864 液晶显示、串口通信等部分组成。

3.【功能简介】本装置只有三种默认气候环境——Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３。

每种环境包括“温度”、“湿度”和“光照”三个目标值参数。

可以结合液晶模块通过键盘分别“调整”。

装置“自检”或“运行”过程中，气候箱内切换为新的气候环境时，电子表计时复位，将环境新参数上报PC；光照立即响应；温、湿度指示器演示箱体内温湿度调节过程（固定为5秒时长响应时间）；之后，温、湿度稳定为环境预设目标值不变。

2016年全国职业院校技能大赛中职组“单片机控制装置安装与调试”赛项规程、赛项名称赛项编号：ZZ-047赛项名称：单片机控制装置安装与调试英语翻译：MCU equipme nt assembly and debugg ing赛项组别：中职组赛项归属产业：加工制造二、竞赛目的通过竞赛，检验和展示中职院校单片机控制装置安装与调试等相关专业的教学改革成果以及学生的通用技术与职业能力，引领和促进中职院校与本赛项相关专业的教学改革，激发和调动行业企业关注和参与教学改革的主动性和积极性，推动提升中职院校的人才培养水平。

三、竞赛内容根据赛项工作任务书的要求，设计并制作单片机控制系统。

主要包括：单片机控制装置硬件电路的安装、搭建与调试、单片机控制系统软件程序的编写与调试、与工作过程相关的元器件选用、单片机控制技术应用、接口技术等相关的理论知识考查。

（一）具体内容1.按竞赛任务书要求设计并选择相应的控制模块和元器件搭建单片机控制系统装置。

2.合理确定各模块的摆放位置，按相关技术规范连接模块电路；3.根据竞赛任务书要求编写单片机控制程序。

4.调试单片机控制程序，系统和器件的有关参数，达到任务书规定的工作要求和技术要求。

5.应用相关的理论知识和工作过程知识，完成相关的工艺及工作过程记录分析表。

（二）竞赛时间单片机控制装置安装与调试竞赛时间为240分钟（4小时）。

（三）成绩比例根据单片机控制装置安装与调试实际企业中权重比例，本赛项成绩配比如表1所示：表1成绩比例权重分配表四、竞赛方式（一）组织机构在全国职业院校技能大赛组委会的指导下，在赛区组委会与赛项执委会的领导下，由中国职业技术教育学会中职分会牵头成立2016年全国职业院校单片机控制装置安装与调试赛项执委会，下设赛项专家组、组织保障工作组、裁判组、监督组、仲裁组等。

（二）竞赛选手单片机控制装置安装与调试技能赛项为个人赛，由参赛选手单独完成书面作答与实际操作一体的工作任务。

2019年甘肃省职业院校技能大赛中职学生组“单片机控制装置安装与调试”赛项规程一、赛项名称赛项名称：单片机控制装置安装与调试赛项组别：中职学生组赛项归属产业：加工制造类二、竞赛目的依据国家职业标准，注重基本技能，体现现代技术，结合生产实际，考核职业综合能力，并对技能人才培养起到示范指导作用。

通过省内各参赛选手技术比拼和各指导老师的技术交流，取长补短，相互学习，共同努力促进并提高职业教育技术技能水平。

竞赛考核以操作技能为主，操作规范及安全文明生产在技能操作竞赛过程中进行考查，三、竞赛内容（一）竞赛内容1.根据工作任务书，参赛选手独立完成下列工作任务：（1）按照设定的单片机控制装置，在赛场提供的元器件模块上选择相应的控制模块和器件。

（2）合理确定各模块的摆放位置，在赛场提供的图纸上用铅笔绘制其电气控制系统模块接线图并连接电路；并按相关技术规范连接电路。

（3）编写单片机控制程序。

（4）调试单片机控制程序、系统和器件的有关参数。

（5）完成调试记录的填写。

（二）竞赛时间竞赛时间为240分钟。

四、竞赛方式（一）竞赛以个人赛方式进行。

（二）组织机构：在全国职业院校技能大赛组委会与执委会的指导下，在赛区组委会与执委会的领导下，由甘肃省教育厅牵头、白银矿冶职业技术学院承办2019年甘肃省中等职业学校学生单片机控制装置安装与调试技能大赛执委会，下设本赛项专家组、裁判组、仲裁组等工作机构。

（三）竞赛如需采取多场次进行，由赛项执委会按照竞赛日程表组织各领队参加公开抽签，确定各队参赛场次。

参赛选手按照抽签确定的参赛时段分批次进入比赛场地参赛。

同一参赛队多名选手应安排在同一场次。

东道主选手安排在首场比赛。

（四）赛场的赛位统一编制赛位号，参赛选手比赛前60分钟到赛项指定地点接受检录，抽签决定赛位号、抽取工件加密暗码。

赛位号由参赛选手抽取，步聚如下：1.抽签由检录裁判和赛场工作人员主持，监督员现场监督；2.参赛选手随机抽取赛位号后，并在赛位记录单上签名确认；3.参赛选手抽取工件加密暗码信封（两个内有相同编码的密闭信封），并在其中一个信封上签字确认。

六、综合题1.现有8031单片机、74LS373锁存器、1片2764EPROM和2片6116RAM，请使用他们组成一个单片机系统，要求：（1）画出硬件电路连线图，并标注主要引脚；（2）指出该应用系统程序存储器空间和数据存储器空间各自的地址范围。

解：（1）电路图如下所示：（2）2764的地址为C000H-DFFFH；第一个6116的地址为A000H-A7FFH；第二个6116的地址为6000H-67FFH；事实上，由于采用的是线选法，导致了地址不连续，地址空间利用不充分。

建议在实际工作中要具体情况具体分析。

在两种地址分配中选一种较好的来应用。

2.使用89C51芯片外扩一片E2PROM2864，要求2864兼作程序存储器和数据存储器，且首地址为8000H。

要求：（1）确定2864芯片的末地址；（2）画出2864片选端的地址译码电路；（3）画出该应用系统的硬件连接图。

解：（1）2864为8KB的存储器，如果首地址为8000H，则其末地址为9FFFH，理由参考第12题；（2）电路图如下所示：（3）电路图如下所示：3.画出MCS-51系列单片机利用串行口进行1台主机与4台从机多机串行通讯连线图，其中1台从机通讯地址号为02H，请叙述主机向02H从机发送一个字节数据的过程。

从机从机从机从机答：主机发送数据过程如下：将从机00~03H的REN置1，SM2=1，并使它们工作在串行口工作方式2或3。

由主机向4个从机发出一帧地址址信息02H，第9位为1。

从机接到信息后均发生中断，执行中断服务程序，将02H与自身地址做比较。

若相同，则清SM2=0，若不同则SM2不变仍为1。

主机发送一帧数据信息，第9位为0，从机接到信息后，只有SM2=0的从机发生中断，将数据信息收取，其余SM2=1的从机不放出中断，信息丢失，从而实现主机向02H从机发送一个字节数据的功能。

4.请回答：(1)．下图中外部扩展的程序存储器和数据存储器容量各是多少？(2)．两片存储器芯片的地址范围分别是多少？(地址线未用到的位填1)(3)．请编写程序，要求：（A）将内部RAM 30H~3FH中的内容送入1# 6264的前16个单元中；（B）将2# 6264的前4个单元的内容送入40H~43中；解：(1).外扩程序存储器的容量是8K，外扩数据存储器的容量是16K(2).2764范围：C000H~DFFFH1#范围： A000H~BFFFH2#范围： 6000H~7FFFH(3)．请编写程序（A）MOV R1 ,#10HMOV DPTR,@0A000HMOV R0,#30HLOOP: MOV A,@RoMOVX @DPTR，AINC DPTRINC R0DINE R1,LOOPRET(B) MOV R1,#04HMOV DPTR,#6000HMOV R0 ,#40HLOOP: MOVX A ,@DPTRMOV @R0 ,AINC DPTRINC R0DTNZ R1 ,LOOPRET5.简述一种多外部中断源系统的设计方法。

2019年全国大学生电子设计竞赛简易电路特性测试仪（D题）2019年8月7日摘要本系统以STM32为核心控制芯片，通过单片机对信号产生模块、电子开关模块、AD采样模块等控制，实现对放大器电路的相关电路特性的测量。

信号产生模块利用DDS技术，选用成熟稳定的DDS模块AD9851产生信号波形，通过单片机技术采样和处理电路相关参数，且在被测放大器电路前后级进行阻抗隔离。

系统可自动完成相应功能，并且在oled中显示结果。

关键字：STM32；DDS技术；单片机技术；阻抗隔离目录1系统方案 (1)1.1主要模块的论证与选择 (1)1.2系统组成及实现方法 (2)2系统分析与计算 (2)2.1系统理论分析...........................................................................错误！未定义书签。

2.2误差分析 (5)3电路与程序设计 (6)3.1主要电路的设计 (6)3.2程序的设计 (6)4测试结果 (7)4.1测试条件与仪器 (7)4.2测试结果及分析 (7)简易电路特性测试仪（D题）【本科组】1系统方案由题意，使该电路测试仪能满足题目所要求的相应功能，结合题目的精度要求，本系统由信号产生模块、液晶显示模块、键盘输入模块、A/D采集模块、辅助电源模块和单片机控制模块等组成。

1.1主要模块的论证与选择1.信号产生模块方案一：采用正弦波振荡电路。

使用振荡电路产生正弦波电路较简单，满足一定的参数条件即可起振，但缺点是很难稳定输出波形，另外输出正弦波形失真较大、频率有限。

方案二：采用先进的DDS技术。

利用DDS专用芯片产生信号，可根据需求对芯片编程控制设计出任意的信号波形，具有频率分辨率高、转换速度高、信号纯度高、输出波形无电流脉冲叠加等优势。

在对题目进行仔细分析后，DDS模块最高可产生100MHz 的信号且实现容易，可满足题目要求的上限频率范围，提高可靠性，符合产品设计的思路。