電子信息工程師-復習資料

1、復習資料一、名詞解釋.電子：是構成原子的基本粒子之一，質量極小，帶負電，在原子中圍繞原子核旋轉。.電子信息工程：是一門應用計算機等現(xiàn)代化技術進行電子信息控制和信息處理的學科, 主要研究信息的獲取與處理，電子設備與信息系統(tǒng)的設計、開發(fā)、應用和集成。.匯編語言編譯器：就是接受已寫好的匯編代碼，然后將它轉換成機器代碼的程序。.嵌入式系統(tǒng)：一個成為其他產品構成成分的、為特殊目的而個性化設計的計算機軟、硬 件的組合。.微控制器：又稱單片機，它是將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中，由于微控制器的片 上外設資源一般比擬豐富，適合于控制，因此稱微控制器。. ARM處理器：ARM處理器是英國ARM公司設計的全球領

2、先的16 / 32位RISC微處 理器，ARM公司通過轉讓RISC微處理器，外圍和系統(tǒng)芯片設計技術給合作伙伴，使 他們能用這些技術來生產各具特色的芯片。.尋址方式：所謂尋址方式就是處理器根據(jù)指令中給出的地址信息來尋找物理地址的方 式。. 12c總線：I2C總線由兩根線組成，一根串行時鐘總線SCL和一根串行數(shù)據(jù)總線SDA, 12c總線系統(tǒng)有主控CPU控制，所有的受控元器件都掛接在這條線上。.應用二進制接口 ABI：應用二進制接口 ABI 一般是指應用程序與硬件系統(tǒng)之間的二進 制代碼，在硬件系統(tǒng)和應用程序之間起到橋接的作用。.嵌入式應用二進制接口 EABI：嵌入式應用二進制接口 EABI在具體硬件

3、系統(tǒng)與通用編 程環(huán)境之間起到橋接作用，EABI 一般不包含操作系統(tǒng)。.堆：堆是進程本身管理的一段存儲器區(qū)域，通常用來建立動態(tài)數(shù)據(jù)對象。.棧：棧占用存儲器的一段連續(xù)地址區(qū)域，可以用來存儲局部變量。在函數(shù)參數(shù)傳遞時,如果參數(shù)遞寄存器不夠用，可以利用棧來傳遞。棧的空間大小可以是固定的，也可以動. 試列舉三種以上主流的通用處理器：（ARM/StrongARM）、（MIPS） （PowerPC） （X86）、（68K/Coldfire）。. RS422標準是平衡式的，傳輸一個信號用兩條線，邏輯信號用兩條線的（電平差）表示, 雙線傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點是（抗干擾能力增強）。. i=10cos （100t-30 ）

4、 A, u=5sin （100t-60 ） A,那么 i、u 的相位差為（120。）且 i （超 前）Uo.三相對稱電路，當負載為星形接法時，相電壓與線電壓的關系為（Ul=L732Up）相電流 與線電流的關系為（Il=Ip）。.常用的頻率特性曲線有（極坐標頻率）特性曲線和（對數(shù)坐標）特性曲線.按控制原理的不同，自動控制系統(tǒng)分為（開環(huán)控制系統(tǒng)）和（閉環(huán)控制系統(tǒng)）。.響應曲線到達第（1）個峰值的時間稱為峰值時間。.反應是自動控制的一個基本原理，包括（輸出反應）和（狀態(tài)反應）兩種方法。.采樣系統(tǒng)校正的方法有（頻率響應法）和（根軌跡法）兩種。F（5）= 9 5 + 3c T -2t.s-+3s + 2

5、的拉氏反變換為（2e e ）o.非最小相位系統(tǒng)是指（假設控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)中有零點或極點在復平面s的右半部，那么稱為非最小相位傳遞函數(shù)，相應的系統(tǒng)稱為非最小相位系統(tǒng)）。C（5）= 1.某閉環(huán)傳遞函數(shù)為R（$） 2s + l的控制系統(tǒng)的截止頻率以為（0.5） rad/so.線性采樣系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件是其特征根均位于z平面（以圓心為原點的單位圓內）。2.某控制系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為s + 1 ,那么該系統(tǒng)的剪切頻率。為（、回）radls 相 角儲藏/為（120）度。. 一階系統(tǒng)GG）= 1/仆+ 1在單位斜坡信號作用下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為（T）。. 一個反應系統(tǒng)的特征方程為1+2/&+5 = 0,假設要

6、系統(tǒng)產生臨界振蕩，那么K的取值應為(K=0)oTs + +1G.（5）=18.某校正裝置的傳遞函數(shù)為。仆+ 1 （7）,假設要將此裝置作為滯后校正裝置來用那么該裝置應滿足。（l）o （。1、。1、（2s+ 3）2G（s）=.單位反應系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為s（s + l）（s + 5）,那么當G-co時其對數(shù)幅頻特性曲線的斜率為（-180）。.當二階系統(tǒng)處于過阻尼狀態(tài)時，其單位階躍響應（無超調）。.線性控制系統(tǒng)有兩個重要特性：（疊加性）和（齊次性）。.時域動態(tài)指標主要有上升時間、峰值時間、超調量和（調節(jié)時間）。.給開環(huán)傳遞函數(shù)G（S）增加極點，作用是根軌跡向右半S平面推移，那么穩(wěn)定性（變差）。.根

7、軌跡全部在s平面的（左半）局部時，系統(tǒng)總是穩(wěn)定的。.用頻率法研究控制系統(tǒng)時，采用的圖示法分為極坐標圖示法和（對數(shù)坐標）圖示法。./從。變化到+ 00時，慣性環(huán)節(jié)的頻率特性極坐標圖在（第四）象限，形狀為（半圓）。.超前校正裝置的最大超前角所對應的頻率0 m= （7石）。.校正方式一般可分為串聯(lián)校正、并聯(lián)校正、局部（反應）校正和前饋校正。.實現(xiàn)把連續(xù)信號轉換為離散信號的裝置稱為（采樣器）。.非線性系統(tǒng)的運動過程可能出現(xiàn)穩(wěn)定、不穩(wěn)定或（自激振蕩）三種情況。四、問答題1.某化學溶液混合輸送系統(tǒng)如下圖，為使液面穩(wěn)定于期望的高度，系統(tǒng)采用MCS-51單片機進行控制。請簡述系統(tǒng)的工作原理，并指出系統(tǒng)中控制器

8、、執(zhí)行結構、測量環(huán)節(jié)和被控對象。MCS-51放大 L-S A/D LI單片機系 LI D/A驅動電容式液位傳感器答：系統(tǒng)開始工作時，MCS-51單片器系統(tǒng)的輸出經(jīng)過D/A轉換，去驅動進液閥翻開, 注入混合液；當液位上升到一定的高度時，電容式液位傳感器輸出一個檢測信號，經(jīng)過 放大器放大，與電位器預先的設定值進行比擬MCS-51放大 L-S A/D LI單片機系 LI D/A驅動電容式液位傳感器MCS-51單片器系統(tǒng)；這時系統(tǒng)輸出關閉進液閥，翻開出液閥；系統(tǒng)通過這樣一個閉環(huán)控制，形成了自動控制的過程。系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行結構、測量環(huán)節(jié)和被控對象分別為:MCS-51單片器系統(tǒng)，驅動，電容式液位傳感器和

9、進出液閥。2.嵌入式系統(tǒng)同通用型計算機系統(tǒng)相比具有哪些特點?2.嵌入式系統(tǒng)同通用型計算機系統(tǒng)相比具有哪些特點?答：（1）嵌入式系統(tǒng)是面向特定應用的;（2）嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合后的產物;（3）嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設計;（4）嵌入式系統(tǒng)具有較長的生命周期;（5）嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中;（6）嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。3.請3.請比擬嵌入式系統(tǒng)與PC機的異同。答：共同點：計算機科學的三代基石：計算機體系結構、操作系統(tǒng)原理和編

10、譯原理。異同點：表現(xiàn)在處理器與存儲器的選擇、輸入/輸出的配置、操作系統(tǒng)的使用、以及軟件開發(fā)的方法與過程等方面。4.簡述嵌入式系統(tǒng)的工程步驟及開發(fā)流程。4.簡述嵌入式系統(tǒng)的工程步驟及開發(fā)流程。答：（1）系統(tǒng)需求;（2）風險評估；（3）制訂系統(tǒng)規(guī)格；（4）系統(tǒng)規(guī)劃；（5）系統(tǒng)設計；（6）系統(tǒng)實現(xiàn)；（7）系統(tǒng)測試；（8）售后服務；（9）工程總結。5.簡述采用RISC架構的ARM微處理器的特點。答：采用RISC架構的ARM微處理器一般具有如下特點：（1）體積小、低功耗、低本錢、高性能；（2）支持Thumb （16位）/ARM （32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；（3）大量使用寄存器，指令

11、執(zhí)行速度更快；（4）大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；（5）尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；（6）指令長度固定。.字符設備和塊設備的主要區(qū)別是什么？答：字符設備和塊設備的主要區(qū)別是：在對字符設備發(fā)出讀/寫請求時，實際的硬件 I/O 一般就緊接著發(fā)生了，塊設備那么不然，它利用一塊系統(tǒng)內存作為緩沖區(qū)，當用戶進 程對設備請求能滿足用戶的要求時，就返回請求的數(shù)據(jù)，如果不能就調用請求函數(shù)來進 行實際的I/O操作。塊設備是主要針對磁盤等慢速設備設計的，以免耗費過多的CPU 時間來等待。.如果一個控制系統(tǒng)的阻尼比比擬小，請從時域指標和頻域指標兩方面說明該系統(tǒng)會有什么樣的表現(xiàn)？并解釋原因。答:如果二階控制系統(tǒng)阻尼

12、比小,會影響時域指標中的超調量和頻域指標中的相位裕量。根據(jù)超調量和相位裕量的計算公式可以得出結論。.大多數(shù)情況下，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通常要求開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線在穿越頻率處的斜率為多少？為什么？答：斜率為-20四/十倍頻程?？梢员ＷC相位裕量在3060度之間。.簡要畫出二階系統(tǒng)特征根的位置與響應曲線之間的關系。.用根軌跡分別說明，對于典型的二階系統(tǒng)增加一個開環(huán)零點和增加一個開環(huán)極點對系統(tǒng)根軌跡走向的影響。11.日常生活中存在許多控制系統(tǒng)，其中洗衣機的控制是屬于開環(huán)控制還是閉環(huán)控制？衛(wèi)生11.間抽水馬桶水箱蓄水量的控制是開環(huán)控制還是閉環(huán)控制?答：洗衣機的洗衣過程屬于開環(huán)控制，抽水馬桶的蓄水控制屬

13、于閉環(huán)控制。五、計算題1.某晶體管的集電極電流ic為1.6mA。穿透電流ICEO為0.2mA,電流放大系數(shù)B=40,求基極電流ib和發(fā)射極電流ieo解：因為 ic = Bib+ICEO所以 ib=ic-ICEO/B=(1.6-0.2)mA/40=35|jAie=ic+ib=l .6mA+0.035mA=1.635mA 2. 一個多級直接耦合放大器，電壓放大倍數(shù)為250,在溫度為25攝氏度時，輸入信號為零，輸出端口的電壓為5v,當溫度升高到35攝氏度時，輸出端口的電壓為5.1V。試求放大電器折合到輸入端的溫度漂移（伏每攝氏度）。二 (5.1 5)V = 0. IV = 100mV4 = 250A

14、” (35 25)。= 10。3.溫漂為AU；=必100250 x103.溫漂為AU；=必100250 x10/V/o = 40V/。電路如下圖，求電路的輸出電壓uO。24kQ解：uOl=uA=9V, uC=2V, il=1mA, iO=0, uB=6V,運用疊加原理。3u，O=+4.5 V， uO=6x 2 V=9VuO=uO+u”O(jiān)=4.5VGk（S）=5.某單位負反應系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為式5 +2s + 4）,試確定使系統(tǒng)產生持續(xù)振蕩的K值，并求振蕩頻率0。解：系統(tǒng)臨界穩(wěn)定，所以過（T點，那么GkG)GkG)GkG)K _ KGkG)5(52 + 2s + 4) y + 252 + 4s

15、Gk Gk (%)Gk (%)-2aGk (%)-2a)2 + J(469-693)=一1+川K = 2 - j(469-co3) 即 46y 693 = 0所以，K = 8, cd = 2.質量-彈簧-阻尼器系統(tǒng)如圖a所示，其中質量為m公斤，彈簧系數(shù)為k牛頓/米,阻尼器系數(shù)為牛頓秒/米，當物體受F=10牛頓的恒力作用時，其位移y的的變化如圖b圖b所示。求加、攵和從的值。圖b所示。求加、攵和從的值。圖a圖b所示。求加、攵和從的值。圖a圖b解：系統(tǒng)的微分方程為：根+6（，）=/G(s) = & = =- 廠(s) ms + jus + k 2 + 4 + 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：m mG(y(s)二一

16、- F(5)二如一-X ms+ US+ K 2 K sLS HS-因此rn m利用拉普拉斯終值定理及圖上的穩(wěn)態(tài)值可得：y(oo) = lim sY (s) = lim s- x = 0.06sf0sf09 UK c5 + S + m m所以10/k=0.06,從而求得k=166.7N/m由系統(tǒng)得響應曲線可知，系統(tǒng)得超調量為。=002/06 = 33.3%,由二階系統(tǒng)性能指標的計算公式o =產n X100% = 33.3%解得自=0.33解得由響應曲線得，峰值時間為3s,所以由 =lA09rad / s解得s1 + 2cons + co;l =s2 + s + = Q由系統(tǒng)特征方城m m可矢產嘖

17、所以所以所以166.7-1.109所以166.7-1.1092=135.5依 =2那么 m = 2x0.33x1.109x135.5 = 99.27V /(m / s)G(s)H(s)=-.某反應控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為s(s + 2)(s + 4)確定k為何值時能使閉環(huán)系統(tǒng)主導極點的阻尼比C等于0.5o并求出此時閉環(huán)系統(tǒng)的特征根。答：K = 8.3此時閉環(huán)系統(tǒng)的特征根：S 4.67, %,3 Q 0.6651.16j.某系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)H(s) =5(0,167 + 1)s(05s +1)(0.025s + l)(0.ls +1)G(s)H(s) =試繪制系統(tǒng)的波特圖，并求系統(tǒng)的

18、相位裕量和增益裕量。答：系統(tǒng)的波特圖：Bode DiagramGm = 23.7 dB (at 14.5 rad/sec), Pm = 39.5 deg (at 2.98 rad/sec)5040管)9P2仁里1026 104010Frequency (radfcec)531522(詈)gseJZd103相位裕量:39.5增益裕量：23.7dB.設單位反應控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為as +1 G(s)= s試確定相角裕度為45。時參數(shù)a的值。分析：根據(jù)相角裕度的定義計算相應的參數(shù)值。G（汝）=解：G（汝）=解：j (arctan a(o- 80) car開環(huán)幅相曲線略以原點為圓心做單位圓，開環(huán)幅

19、相曲線與單位圓交于A點，在A點有A(g)=422.i即=a coc +1要求相角裕度7 = 180+ sM）= 45,即（以）=arctan。然一 180 = 45 -180 =-135S =1聯(lián)立、兩式可求解得利=1,19，。= 084態(tài)調整。. ELF： ELF是UNIX系統(tǒng)實驗室（USL）作為應用程序二進制接口而開發(fā)和發(fā)布的，已被 軟件業(yè)廣泛采用，在Linux系統(tǒng)中ELF格式是其默認的目標文件格式，許多嵌入式軟 件都采用ELF格式作為目標文件格式。.目標系統(tǒng)：指應用程序運行的環(huán)境，可以是基于ARM的硬件系統(tǒng)，也可以是ARM仿 真運行環(huán)境。.生成目標：指的是用于生成特定的目標文件的生成選項

20、（包括匯編選項、編譯選項、連 接選項和連接后處理選項等）以及所用的所有的文件的集合。. RTOS：即實時操作系統(tǒng)，是指目標系統(tǒng)在指定的時間內輸出結果的實時系統(tǒng)。適時不 是指快速處理，而是不能超過指定的時間。.臨界區(qū)：指處理時不可分割的代碼。一旦這局部代碼開始執(zhí)行，那么不允許任何中斷打入。.資源：任何為任務所占用的實體都可稱為資源。. ISP：在系統(tǒng)可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不需要從 電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。.開環(huán)控制：系統(tǒng)在控制器與被控對象之間只有正向作用而不存在反應控制作用。.閉環(huán)控制：又稱為反應控制，其主要特點是系統(tǒng)輸出

21、量經(jīng)測量后反送到系統(tǒng)輸入端構成 閉環(huán)。.串聯(lián)校正：將校正裝置串聯(lián)在系統(tǒng)的前向通道中。.自動控制系統(tǒng)的校正：增添一些裝置和元件，人為地改變系統(tǒng)的結構和性能，使之滿足 所要求的性能指標，這種方法就稱之為自動控制系統(tǒng)的校正。二、單項選擇題.只有輸入支路的節(jié)點，又稱為輸出節(jié)點，對應于因變量或輸出量，稱為（B）。A.源節(jié)點B.匯節(jié)點C.支路D.混合節(jié)點.指數(shù)函數(shù)f (t) =e-at的拉氏變換表達式是(D)。1/S1/S21/S31/S+a. 傳遞函數(shù)：G (S) =KC(TS+1)/TS 是(B)。P調節(jié)器P.I調節(jié)器P.D調節(jié)器調節(jié)器. n型系統(tǒng)對數(shù)幅頻特性的低頻段漸近線斜率為(B)。-60 (dB

22、/dec)-40 (dB/dec)-20 (dB/dec)0 (dB/dec).零階保持器是采樣系統(tǒng)的基本元件之一，其傳遞函數(shù)，由其頻率特性可知，它是一個 (B)oA.高通濾波器B.低通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器.非線型系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能與以下哪項因素有關(D)。A.輸入信號B.初始條件C.系統(tǒng)的結構、參數(shù)D.系統(tǒng)的結構參數(shù)和初始條件7.把一個二極管直接同一個電動勢為L5V,內阻為零的電池正向連接，該管（D）。A.擊穿B.電流為零C.電流正常D.電流過大使管子燒壞.工作在放大區(qū)的某三極管，當IB從20增大到40時，1c從1mA變?yōu)?mA,那么它的值約為（B）o105010020.某

23、晶體管的發(fā)射極電流等于1mA,基極電流等于20,那么它的集電極電流等于（A） mA。0.981.020.81.2.晶體管具有電流放大功能，這是由于它在電路中采用（C）接法。A.共發(fā)射極B.共基極C.共集電極D .任何接法.當ICQ增大時，基本放大器晶體管的直流耗散功率PC （A）oA.增大B.不變C.減小D.不定.檢查放大電路中的晶體管在靜態(tài)時是否進入截止區(qū)，最簡便的方法是測量（D）。IBQUBEICQUCEQ.某共發(fā)射極放大電路的直流負載線和交流負載線的斜率分別為K1和K2 （K1WK2）如 果增大RC,那么（D）。K1減小，K2不變K1不變，K2增大KI, K2都不變KI, K2者肘曾大.

24、共模信號指的是差動放大電路兩個輸入端信號（C）。A.之和的2倍B.只差的2倍C.之和的1/2D.只差的1/2.差動放大電路是（B）來抑制、克服零漂的。A.利用參數(shù)的對稱B.利用參數(shù)對稱及引入共模負反應C.引入共模負反應D.增大負電源電動勢.假設反應深度|1 +XF|1時，放大電路工作于（B）。A.正反應B.負反應C.自激振蕩D.無反應.具有“置置保護”和“計數(shù)翻轉”功能的觸發(fā)起叫（A）。JK觸發(fā)器D觸發(fā)器T觸發(fā)器D.均不是. JK觸發(fā)器用做觸發(fā)器時，控制端J, K正確接法是（B）。J=Qn, K=QnJ=K=1J=Qn, KWQnJrQn, KrQn.寄存器在電路組成上的特點是（B）。A.有CP輸入端，無數(shù)碼輸入端B.有CP輸入端和數(shù)碼輸入端C.無CP輸入端，有數(shù)碼輸入端D. CP輸入端和數(shù)碼輸入端都沒有.為獲得100個節(jié)拍脈沖，假設采用計數(shù)式脈沖分配器，至少需要（B）位二進制計數(shù)器。6710D. 12.電阻與電感元件并聯(lián)，它們的電流有效值分別為3A和4A,那么它們總的電流有效值為（C）o7A6A5A4A.關于理想電感元件的伏安關系，以下各式正確的有（D）。u=coLiu=Liu=