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_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、 1V B、 0.1V C、 0.01V D、 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、5 B、6 C、8 D、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、5 B、 6 C、7 D、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：
MOV P1， ①
LCALL DEL1
MOV P1，#00H
LCALL DEL2
MOV P1， ②
LCALL DEL1
MOV P1，#00H
LCALL DEL2
SJMP LED

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
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、1/2 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.P0 B.P1 C.P2 D.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。
A 6 ； B 8 ； C 10 ； D 12
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。
A 6 ； B 8 ； C 12 ； D 13
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 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D1～D4的作用。
Rf
－
＋
Uo
Ui
R2
R1
图1
D1
D2
D3
D4

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）
uo
+
_
~
u
+
_
RL
D2
D4
D1
D3

图2

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。
延时10ms
判断闭合键键号,并保存

Y
N
开 始
有键闭合否？
是否抖动？
Y
N
闭合键释放否？
返回
Y
N
＋5V
5.1Kx4
INT1
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
&
MCS-51
微控制器
15
3
2
1
0
4
52
6
7
8
9
14
13
12
111
10

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。
A 6 ； B 8 ； C 10 ； D 12
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。
A 6 ； B 8 ； C 12 ； D 13
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 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D1～D4的作用。
Rf
－
＋
Uo
Ui
R2
R1
图1
D1
D2
D3
D4

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。

12