电子系统设计期末复习试题1.doc

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_10100k_。（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（D7D0），输出为025.5V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、 1V B、 0.1V C、 0.01V D、 0.001V2.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、5 B、6 C、8 D、433.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1281的RAM扩展为10248的RAM，则需控制各片选端的辅助译码器输出端个数为（ D ）。 A、5 B、 6 C、7 D、85.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o1、o2、o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）。o1（I1+I2+I2）；（1分）o2I4（1分）o2o2o12I4I1+I2+I2（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：MOV P1， LCALL DEL1MOV P1，#00HLCALL DEL2MOV P1， LCALL DEL1MOV P1，#00HLCALL DEL2SJMP LED参考答案：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）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MOV C，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CPL C。 （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024V（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=2.5K，RF=012K，（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024V。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、1/2 B、1/4 C、1/8 D、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o1、o2、o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。o1（I1+I2+I2）；o2I4o2o2o12I4I1+I2+I22.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。6MOVX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_1100k_。（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.P0 B.P1 C.P2 D.P32、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。A 6 ； B 8 ； C 10 ； D 123、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8K8位的ROM存储器，其地址线为 D 条。 A 6 ； B 8 ； C 12 ； D 135、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 B V。 A 0.09 ； B 0.18 ； C 0.27 ； D 0.36三、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D1D4的作用。RfUoUiR2R1图1D1D2D3D4D1、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）uo+_u+_RLD2D4 D1D3图22、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。图3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REQ0.25(N的反码)（M），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DCBA0000B时，SW1SW4全部断开，网络Rin和Rout间的等效电阻最大，为4M。（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1k10u10ms2、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。延时10ms判断闭合键键号,并保存YN开 始有键闭合否？是否抖动？YN闭合键释放否？返回YN5V5.1Kx4INT1P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0&MCS-51微控制器153210452678914131211110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_1100k_。（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。A 6 ； B 8 ； C 10 ； D 123、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8K8位的ROM存储器，其地址线为 D 条。 A 6 ； B 8 ； C 12 ； D 135、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 B V。 A 0.09 ； B 0.18 ； C 0.27 ； D 0.36三、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D1D4的作用。RfUoUiR2R1图1D1D2D3D4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。图3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REQ0.25(N的反码)（M），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DCBA0000B时，SW1SW4全部断开，网络Rin和Rout间的等效电阻最大，为3.75M。（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=10ms2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。12