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电子系统设计期末考.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：4.66M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    Void delay（int i）
    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 C、时序逻辑电路 B、三极管放大电路 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） 第 1 页 共 15 页
    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） 第 2 页 共 15 页
    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。 …… SETB P1.0 MOV C，P1.0 MOV P1.1，C …… 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 五、编程题（共 10 分） 请用 AT89C51 单片机汇编语言写一段延时子程序，并简述设计思路。单片机的工作频 率为 12MHz，延时时间大约为 100ms。 参考答案：单片机工作频率为 12MHz，则单周期指令的执行时间为 1μs。（2 分）延时 子程序如下： DELAY: DL: R7, #100 R6, #250 MOV MOV DJNZ R6, $ DJNZ R7, DL1 （6 分。R7，R6 的取值有误，可酌情给 1～5 分） RET 要使延时更准确，一般应使 R6 的取值更大，而 R7 取值更小。延时时间粗略计算如下： [（2×250）+2]×200≈100 000μs＝100ms。（2 分） 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。 第 3 页 共 15 页
    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。 第 4 页 共 15 页
    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 C、79XX 三端集成稳压器 B、集成电压基准源 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 C、时序逻辑电路 B、三极管放大电路 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）。 B、1/4 D、1/16 A、1/2 C、1/8 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。 第 5 页 共 15 页
    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。 第 6 页 共 15 页
    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） 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， 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. 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。 7．请写出一个延时程序，可以用 C 语言或者汇编（至少延时 200 个指令周期，程序行不能 超过 10 行）？（5 分） Delay: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ RET Void delay（int i） ｛ i=0xff; while(i--); } 第 7 页 共 15 页
    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 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) 快 。 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 10 ； D 3、与 TTL 门电路相比,CMOS 门电路 C 6 ； B 位 ADC。 B 12 A 8 ； C A．制造工艺更复杂 C．功耗较小 B．成品率低 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。 第 8 页 共 15 页
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