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。