电子系统设计期末复习试题 1.docx
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电子系统设计期末复习试题 1.docx
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电子系统设计期末复习试题1
试卷1
一、填空题(共10分,每题2分)
1.OC门的输出端可并联使用,实现_线与_功能。
2.请列出至少三个电阻器的主要特性参数:
标称阻值、允许误差、额定功率、温度系数、噪声等。
3.请列出至少三个电容器的用途:
隔直流、旁路(去耦)、耦合、滤波、调谐、储能等。
4.在以AT89C51单片机为核心的系统设计中,通常在其I/O口上加上拉电阻,该上拉电阻阻值一般选为_10~100kΩ_。
(10K算正确)
5.在应用电路中,通常在电磁继电器的线圈端并联一个二极管,该二极管的功能是_保护该线圈_。
(续流或蓄流也算正确)
二、选择题(共10分,每题2分)
1.某数/模转换器的输入为8位二进制数字信号(D7~D0),输出为0~25.5V的模拟电压。
若数字信号的最低位是“1”其余各位是“0”,则输出的模拟电压为(B)。
A、1VB、0.1VC、0.01VD、0.001V
2.欲对全班43个学生以二进制代码编码表示,最少需要二进制码的位数是(B)。
A、5B、6C、8D、43
3.在下列逻辑电路中,不是组合逻辑电路的有(D)。
A、译码器B、编码器C、全加器D、寄存器
4.欲使容量为128×1的RAM扩展为1024×8的RAM,则需控制各片选端的辅助译码器输出端个数为(D)。
A、5B、6C、7D、8
5.在单片机应用系统中,为实现单片机与被控对象的隔离,可以采用的器件是(A)。
A、固态继电器B、三极管放大电路
C、时序逻辑电路D、D触发器
三、电路分析题(共20分,每题10分)
1.请仔细阅读如下图的电路,简述各运放的功能,并写出Vo1、Vo2、Vo的表达式。
(10分)
参考答案:
A1为反相加法电路(2分),A2为同相缓冲电路(2分),A3为减法电路(2分)。
Vo1=-(VI1+VI2+VI2);(1分)
Vo2=VI4(1分)
Vo=2Vo2-Vo1=2VI4+VI1+VI2+VI2(2分)
2.如图所示为某音频信号放大电路,请分析图中所示的所有电阻和电容的在该电路中的主要功能或作用。
(10分)
参考答案:
图中,C1、C2起电源滤波作用;(2分)C3起耦合、隔直作用;(3分)C4和R1组成低通滤波电路,滤掉高频信号;(3分)RP1起信号衰减作用。
(2分)
四、程序分析题(共20分,每题10分)
1.仔细观察下图所示电路,下面是一段想让数码管1显示2,数码管2显示3的子程序,能使程序完成功能的选项是()。
LED:
MOVP1,①
LCALLDEL1
MOVP1,#00H
LCALLDEL2
MOVP1,②
LCALLDEL1
MOVP1,#00H
LCALLDEL2
SJMPLED
参考答案:
①要使数码管1显示2,需要P1.7为高电平,且数码管1的a,b,g,e,d为高电平,因此对应的P1.0,P1.1,P1.6,P1.4,P1.3为高电平,则该空应填#0DBH。
(5分,若无分析只有结果应扣2-3分)
②要使数码管2显示3,需要P1.7为低电平,且数码管1的a,b,g,c,d为高电平,因此对应的P1.0,P1.1,P1.6,P1.2,P1.3为高电平,则该空应填#4FH。
(5分,若无分析只有结果应扣2-3分)
2.仔细分析下图中所示电路,简述下列问题。
(1)为满足当按下按键后二极管点亮的功能,请在空白处添加相应的指令。
参考答案:
当按下按键后,通过指令
MOVC,P1.0读回的P1.0为低电平,而
要实现二极管点亮的功能,又需要P1.1为
高电平,故该处的指令应该是CPLC。
(5分)
(2)电路中电容C的作用是什么?
(5分)
参考答案:
用于对按键的硬件消抖
六、设计题(共30分,第1题10分,第2题20分)
1.试用三端线性稳压集成电路W7805设计一个输出电压为0~24V(用电位器调整)的直流稳压电源。
(10分)
参考答案:
参考电路如图,(5分)图中的运放为同相缓冲器,R1两端的电压即为W7805的输出端的电压5V,如果取R1=2.5KΩ,RF=0~12KΩ,(5分,其他参数如果计算正确,也给满分)则输出电压的可调范围即为0~24V。
2.以AT89C51为核心的小系统,拟采用P2口直接作1片LED七段数码管的段驱动,用P1口作行列式键盘输入口,每按一个键,能在数码管上显示出是按了哪一个键。
1.请设计出该小系统的完整硬件结构图;(10分)
2.画出主程序流程图;(7分)
3.简述一种按键除抖的方法。
(3分)
参考答案:
1.硬件结构图如图。
评分标准:
复位电路2分;晶振(时钟)电路2分;键盘(采用查询和中断均正确)电路3分;共阳或共阴LED电路3分。
2.主程序流程图。
(7分)
3.按键除抖的方法:
(只要列出一种均给满分)(共3分)
(1)硬件除抖,如加RS触发器等;
(2)软件除抖,如在程序中加入20ms的延时子程序等;
(3)在按键上并联一个0.1uF的电容。
卷二
一、选择题(20分)
1.在以下四种稳压电路中,能为A/D转换器提供高精度参考电压的是(B)。
A、78XX三端集成稳压器B、集成电压基准源
C、79XX三端集成稳压器D、CW117/137三端可调稳压器
2.一个16选1的数据选择器,其地址输入端有(C)。
A、1个B、2个C、4个D、8个
3.属于组合逻辑电路的是(B)。
A、触发器B、全加器C、移位寄存器D、计数器
4.在单片机应用系统中,为实现单片机与被控对象的隔离,可以采用的器件是(A)。
A、固态继电器B、三极管放大电路
C、时序逻辑电路D、D触发器
5.一个4位分辨率的A/D转换器,参考电压为1V,则该A/D转换器所能识别的最小模拟电压值是(单位V)(D)。
A、1/2B、1/4C、1/8D、1/16
二.填空题:
(20分)
1.基准源和稳压源的区别是什么?
(噪声系数、电流输出能力)
2.LED的动态扫描显示方式,依据人眼的什么特性?
(瞬态暂留)
3.DAC和ADC哪个可以当作分压器用吗?
(DAC)
4.在使用单片机的时候,为什么经常用低电平有效?
(推动能力,上点复位为高电平)
5.选用继电器的时候,要考虑的参数有哪些(2个)?
(推动能力,驱动电压)
三、问答题(共60分)
1.请仔细阅读如下图的电路,简述各运放的功能,并写出Vo1、Vo2、Vo的表达式。
(10分)
参考答案:
A1为反相加法电路,A2为同相缓冲电路,A3为减法电路。
Vo1=-(VI1+VI2+VI2);
Vo2=VI4
Vo=2Vo2-Vo1=2VI4+VI1+VI2+VI2
2.根据等效阻抗的原理,分析下面的电路为什么是一个低通滤波器?
(5分)
答案要点:
C1与R1并联等效为反馈电阻Rf,则随着频率的提高,Rf越来越小,所以为一个低通滤波器。
3.用积分或者微分的原理分析一下电路,说明问什么该电路能实现上电复位功能,给出上电的RESET端的电压相应曲线,并说明是高电平复位还是低电平复位?
(10分)
答案要点:
该电路从数学意义上讲是一个积分电路,电路上电以后输入相当与一个阶越信号,Reset的输出其实就是一个积分电路的阶越相应。
该电路为低电平上电复位。
4.该按键的设计方法是否正确?
为什么?
试给出正取的电路。
(10分)
不正确,P1.0口在按键没有被按下时为不定态,应加一个上拉电阻。
5.8051系列单片机在进行IO读的时候,能不能直接读?
如果不能,应该进行什么操作,为什么?
(5分)
不能进行直接读操作,应该在读之前向端口写1,因为IO为准双向口。
6.MOVX和MOVC访问的存储区有什么不同?
(5分)
MOVX访问的是数据存储区,MOVC访问的是程序存储区。
8.请解释什么是中断,说明中断对PC(当前运行地址)值和SP(堆栈指针)值的影响,如果运行Timer,对Timer的影响?
(10分)
答:
中断打断现有的程序运行,跳入新的程序段,处理完毕后,又返回被打断的程序地址,开始接着运行。
当前PC值被保存,中断入口地址被存取PC值中,中断处理程序运行结束后,被保存的PC值被恢复,接着运行。
SP值因为压栈的原因发生变化,中断处理程序结束后,SP值又回到原来的值。
中断对Timer的运行不产生影响,应为timer为独立的硬件单元。
只是在Timer产生中断的时候要考虑中断优先级的问题。
卷三
一、填空(20分,每空1分)
1、请列出至少三个电容器的用途:
隔直流、旁路(去耦)、耦合、滤波、调谐、储能等。
2、根据滤波器的选频作用,滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等四种。
3、EEPROM存储器掉电后,其内部数据将不变。
4、MCS51单片机的CPU是8位。
5、静态存储器比动态存储器的存取速度快。
6、并行接口与串行接口相比,并行接口的传送速率高。
7、选取DAC,首先应该考虑的是DAC的转换精度和转换速度。
当然也需要考虑其他要求,如电源、基准电压、输入缓冲、输出模式、工作控制、温度稳定性、功耗、封装和成本等。
8、锁相环由鉴相器(或相位比较器)、环路滤波器和压控振荡器三部分组成,环路锁定时输出信号的频率与输入信号的频率相同,而两者的相位差为0。
9、在以AT89C51单片机为核心的系统设计中,通常在其I/O口上加上拉电阻,该上拉电阻阻值一般选为_1~100kΩ_。
(10K均算正确)
10、一个12选1的数据选择器,其地址输入端有4个。
二、选择题(10分,每题2分)
1、MCS51读写数据通过A并行口传送。
A.P0B.P1C.P2D.P3
2、如要将一个最大幅度为5.1V的模拟信号转换为数字信号,要求输入每变化20mV,输出信号的最低位(LSB)发生变化,应选用B位ADC。
A6;B8;C10;D12
3、与TTL门电路相比,CMOS门电路C
A.制造工艺更复杂B.成品率低
C.功耗较小 D.不能使用高于5V的电源
4、存储容量为8K×8位的ROM存储器,其地址线为D条。
A6;B8;C12;D13
5、一个八位DAC的最小电压增量为0.01V,当输入代码为00010010时,输出电压为BV。
A0.09;B0.18;C0.27;D0.36
三、简答题(20分,每题5分)
1、选择电阻器、电容器时需要考虑的主要技术指标各有哪些?
电阻器:
阻值,功耗,精度,材质,封装等;
电容器:
容值,耐压,精度,封装等。
2、简述消除键盘抖动的硬件、软件方法各一种。
硬件去抖:
并联电容,或加入RS触发器
软件去抖:
延时约20ms,重复检测。
3、简述图1中二极管D1~D4的作用。
D1、D2为保护二极管,限制输入幅度0.7V;D3、D4限制输出幅度0.7V。
4、简述继电器的工作原理,并简述为什么要在直流继电器线圈两端并联一个二极管?
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。
故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
(3分)
这个二极管叫续流二极管。
它的作用是当继电器线圈断电时,继电器线圈将产生一个自感电动势,二极管为这个电动势提供通路,以免损坏继电器和其它的电子元件。
(2分)
四、分析题(20分,每题10分)
1、试分析图2所示桥式整流电路中的二极管D2或D4断开时负载电压的波形。
如果D2或D4接反,后果如何?
解:
当D2或D4断开后:
电路为单相半波整流电路。
正半周时,D1和D3导通,负载中有电流过,负载电压uo=u;负半周时,D1和D3截止,负载中无电流通过,负载两端无电压,uo=0。
(5分)
如果D2或D4接反:
则正半周时,二极管D1、D4或D2、D3导通,电流经D1、D4或D2、D3而造成电源短路,电流很大,因此变压器及D1、D4或D2、D3将被烧坏。
(5分)
2、某数控放大器增益电路如图3所示。
请分析其工作原理,并求出放大器的增益。
由于网络电阻按1-2-4-8倍数值设置,故网络Rin和Rout间的等效电阻为REQ=0.25×(N的反码)(MΩ),式中N为数控二进制数DCBA的二进制值,如当输入的数控二进制数DCBA=0000B时,SW1~SW4全部断开,网络Rin和Rout间的等效电阻最大,为4MΩ。
(5分)
(5分)
五、设计题(30分,每题10分)
1、某微处理器为低电平复位有效,请设计其上电复位和按键复位电路(要求上电复位时间常数不小于10ms),并简要说明。
上电复位时间常数为1k×10u=10ms
2、在设计键盘接口时,主要需要解决以下几个问题:
检测是否有按键按下;判别是哪一个按键按下;按键抖动消除以及有多个按键按下的处理等。
某中断方式的行列式键盘接口如图4所示,画出按键中断检测的流程图。
假如图中按键“2”已按下,请简述如何判断闭合键键号的。
中断子程序流程图(5分)
判断闭合键键号(5分):
3、设计AT89C51单片机通过P1口P1.0和P1.1输出二个开关量控制LED灯的电路,使二个LED灯轮流显示,间隔大约1s,编写相应的程序。
参考:
低电平LED灯亮,时钟为6MHz,(2分)则单周期指令执行时间为2us。
(2分)
卷四
一、填空(20分,每空1分)
1、请列出电容器的至少三个用途:
隔直流、旁路(去耦)、耦合、滤波、调谐、储能等。
2、根据滤波器的选频作用,滤波器可分为四类:
LPF、HPF、BPF、BEF。
3、FLASH存储器掉电后,其内部数据将不变。
4、基准源和稳压源的区别参数是:
噪声系数、电流输出能力。
5、静态存储器比动态存储器的存取速度快。
6、锁相环由鉴相器(或相位比较器)、环路滤波器和压控振荡器三部分组成,环路锁定时输出信号的频率与输入信号的频率相同,而两者的相位差为0。
7、消除键盘抖动的硬件方法是:
并联电容(或加入RS触发器);软件方法是:
软件延时去抖约20ms。
8、在以AT89C51单片机为核心的系统设计中,通常在其I/O口上加上拉电阻,该上拉电阻阻值一般选为_1~100kΩ_。
(10K均算正确)
9、在使用51单片机的IO口的时候时候,经常用低电平的原因是:
推动能力强、上电复位为高电平。
10、在应用电路中,通常在电磁继电器的线圈端并联一个二极管,该二极管的功能是_保护该线圈_。
(续流或蓄流也算正确)。
二、选择题(10分,每题2分)
1、在下列逻辑电路中,不是组合逻辑电路的有(D)。
A、译码器B、编码器C、全加器D、寄存器
2、如要将一个最大幅度为5.1V的模拟信号转换为数字信号,要求输入每变化20mV,输出信号的最低位(LSB)发生变化,应选用B位ADC。
A6;B8;C10;D12
3、在以下四种稳压电路中,能为A/D转换器提供高精度参考电压的是(B)。
A、78XX三端集成稳压器B、集成电压基准源
C、79XX三端集成稳压器D、CW117/137三端可调稳压器
4、存储容量为8K×8位的ROM存储器,其地址线为D条。
A6;B8;C12;D13
5、一个八位DAC的最小电压增量为0.01V,当输入代码为00010010时,输出电压为BV。
A0.09;B0.18;C0.27;D0.36
三、简答题(20分,每题5分)
1、选择电阻器、电容器时需要考虑的主要技术指标各有哪些?
电阻器:
阻值,功耗,精度,材质,封装等;(只要给出阻值,功耗给满分5分)
电容器:
容值,耐压,精度,封装等。
(只要给出容值,耐压给满分5分)
2、选取DAC需要考虑的主要技术指标有哪些?
首先应该考虑的是DAC的转换精度和转换速度。
当然也需要考虑其他要求,如电源、基准电压、输入缓冲、输出模式、工作控制、温度稳定性、功耗、封装和成本等。
3、简述图1中二极管D1~D4的作用。
均为保护二极管,D1、D2限制输入幅度,D3、D4限制输出幅度。
4、请解释什么是中断,简述单片机中断的处理流程。
(5分)
中断打断现有的程序运行,当前PC值被保存,中断入口地址被存在PC值中。
首先查找中断向量表,找出对应的中断程序地址,跳入到该中断程序段,执行相应的代码。
当中断程序执行完毕后,一句中断返回指令(RET等)将PC指针指向被打断的程序地址处,接着向下顺序执行代码。
四、分析题(20分,每题10分)
1、如图所示为某音频信号放大电路,请分析图中所示的所有电阻和电容的在该电路中的主要功能或作用。
(10分)
参考答案:
图中,C1、C2起电源滤波作用;(2分)C3起耦合、隔直作用;(3分)C4和R1组成低通滤波电路,滤掉高频噪声;(3分)RP1起信号衰减作用,通过控制输入信号幅度大小来调节扬声器的声音。
(2分)
2、某数控放大器增益电路如图3所示。
请分析其工作原理,并求出放大器的增益。
由于网络电阻按1-2-4-8倍数值设置,故网络Rin和Rout间的等效电阻为REQ=0.25×(N的反码)(MΩ),式中N为数控二进制数DCBA的二进制值,如当输入的数控二进制数DCBA=0000B时,SW1~SW4全部断开,网络Rin和Rout间的等效电阻最大,为3.75MΩ。
(5分)
(5分)
五、设计题(30分,每题15分)
1、某微处理器复位电路如图所示,请说明复位动作过程(包括复位电平种类、复位时间常数、上电/按键复位过程)(7分),并指出二极管D1的作用(8分)。
(1)低电平复位—2分
(2)上电复位时间常数:
T=RC=10u*1k=10ms—2分
(3)上电/按键复位过程:
省略!
---3分
(4)D1作用:
---8分
该二极管在单片机正常工作时不起作用
在单片机短暂下电又上电时,可以让复位电容迅速放电,然后让单片机复位。
如果没有这个二极管,电容不能迅速放电,再上电时不能保证单片机正确复位。
另外,电源电压短暂跌落时也可保证可靠复位。
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