5-1 5-4 没有4-3答案不全
1-4测控电路在整个测控系统中起着什么样的作用？
传感器的输出信号一般很微弱，还可能伴随着各种噪声，需要用测控电路将它放大，剔除噪声、选取有用信号，按照测量与控制功能的要求，进行所需演算、处理与变换，输出能控制执行机构动作的信号。在整个测控系统中，电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。测控电路在整个测控系统中起着十分关键的作用，测控系统、乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度是取决于测控电路。
1-5影响测控电路（仪用电子线路）精度的主要因素有哪些，而其中哪几个因素又是最基本的，需要特别注意？
影响测控电路精度的主要因素有：①噪声与干扰；②失调与漂移，主要是温漂；
③线性度与保真度；④输入与输出阻抗的影响。
其中噪声与干扰，失调与漂移（含温漂）是最主要的，需要特别注意。
1-7为什么说测控电路是测控系统中最灵活的环节，它体现在哪些方面？
为了适应在各种情况下测量与控制的需要，要求测控系统具有选取所需的信号、灵活地进行各种变换和对信号进行各种处理与运算的能力，这些工作通常由测控电路完成。它包括：①模数转换与数模转换；②直流与交流、电压与电流信号之间的转换。幅值、相位、频率与脉宽信号等之间的转换；③量程的变换；④选取所需的信号的能力，信号与噪声的分离，不同频率信号的分离等；⑤对信号进行处理与运算，如求平均值、差值、峰值、绝对值，求导数、积分等、非线性环节的线性化处理、逻辑判断等。
1-9为什么要采用闭环控制系统？试述闭环控制系统的基本组成及各组成部分的作用。
在开环系统中传递函数的任何变化将引起输出的变化。其次，不可避免地会有扰动因素作用在被控对象上，引起输出的变化。利用传感器对扰动进行测量，通过测量电路在设定上引入一定修正，可在一定程度上减小扰动的影响，但是这种控制方式同样不能达到很高的精度。一是对扰动的测量误差影响控制精度。二是扰动模型的不精确性影响控制精度。比较好的方法是采用闭环控制。
闭环控制系统的的基本组成见图X1-3。它的主要特点是用传感器直接测量输出量，将它反馈到输入端与设定值相比较，当发现它们之间有差异时，进行调节。这里系统和扰动的传递函数对输出基本没有影响，影响系统控制精度的主要是传感器和比较电路的精度。在图X1-3中，传感器反馈信号与设定信号之差不直接送到放大电路，而先经过一个校正电路。这主要考虑从发现输出量变化到执行控制需要一段时间，为了提高响应速度常引入微分环节。另外，当输出量在扰动影响下作周期变化时，由于控制作用的滞后，可能产生振荡。为了防止振荡，需要引入适当的积分环节。在实际电路中，往往比较电路的输出先经放大再送入校正电路，然后再次放大。图X1-3为原理性构成。
图X1-3 闭环控制系统的基本组成
2-1 何谓测量放大电路？对其基本要求是什么？
在测量控制系统中，用来放大传感器输出的微弱电压，电流或电荷信号的放大电路称为测量放大电路，亦称仪用放大电路。对其基本要求是：①输入阻抗应与传感器输出阻抗相匹配；②一定的放大倍数和稳定的增益；③低噪声；④低的输入失调电压和输入失调电流以及低的漂移；⑤足够的带宽和转换速率（无畸变的放大瞬态信号）；⑥高输入共模范围（如达几百伏）和高共模抑制比；⑦可调的闭环增益；⑧线性好、精度高；⑨成本低。
2-2什么是高共模抑制比放大电路？应用何种场合？
有抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。应用于要求共模抑制比大于100dB的场合，例如人体心电测量。
2-3-1 图2-13b所示电路，N1、N2为理想运算放大器，R4=R2=R1=R3=R，试求其闭环电压放大倍数。
由图题设可得u01 =u i1 (1+R2 /R1) = 2u i1 , u0=u i2 (1+R4 /R3 )–2u i1 R4/R3 =2u i2–2u i1=2(u i2-u i1)，所以其闭环电压放大倍数K f=2。
2-3-2如图2所示电路，N1、N2、N3工作在理想状态，R1=R2=200K Ω，R P=20KΩ，R3=R4=10KΩ，R5=R6=20KΩ，试求该电路的差模增益。
设定电路比较
电路
校正
电路
转换
电路
给定机构执行
机构
被控
对象
输出
传感器
扰动
解：
R o i P i i i o I R u u R u u R u u =-=-=-1
1
112222 )(12111i i P i o u u R R u u --
=∴ 21212)(i i i P
o u u u R R
u +-= 135316642o o o o u R R R u u R R R u +?+-=?+
5
31
536426R R u R u R R R u R o o
o ++=+ 43R R = 65R R =))(1()(122
1351235i i P
o o o u u R R R R R u u R R u -++=-=∴ 42)20
2
2001(1020)1(213512=?+?=++=-=
∴P i i o d R R R R R u u u k
2-3-3图2-14所示电路，N 1、N 2、N 3工作在理想状态，
R 1=R 2=100k Ω，R 0=10k Ω，R 3=R 4=20k Ω，R 5=R 6=60k Ω，N 2同相输入端接地，试求电路的差模增益？电路的
共模抑制能力是否降低？为什么？
1
2111222R0R u u R u u R u u I i i o i i o -=
-=-=
； 201101o1)1(i i u R R
u R R u -+
=10
2202o2)1(i i u R R u R R u -+
=))(1(120
2
112i i o o u u R R R u u -++
=-；
2
1
1212121)()(R R R u u u u K i i o o d ++=--=
； u o =(u O2–u O1)R 5 /R 3 u
i1
u i2
u o1 u o2
R 1 R P
R 2 R 3 R 4
R 6
u o
R 5 ∞
+
- + N 1
I R ∞
-
+ + N 2
∞ -
+ +
N 3 图2
3
5021121R R R R R u u u K i i o
d ???? ??++=-= 由图题设可得u o = (u o2–u o1) R 5 / R 3 =3(u o2–u o1 ), u o1 = u i1 (1 + R 1 /R p )–u i2 R 1/R p =11u i1,
u o2= u i2(1+R 2/R p )–u i1 R 2/R p =–10u i1, 即u o =3（–10u i1–11u i1）=–63u i1，因此，电路的差模增益为63。电路的共模抑制能力将降低，因N 2同相输入端接地，即u i2=0，u i1的共模电压无法与u i2的共模电压相抵消。
2-9何谓自举电路？应用于何种场合？请举一例说明之。
自举电路是利用反馈使输入电阻的两端近似为等电位，减小向输入回路索取电流，从而提高输入阻抗的电路。应用于传感器的输出阻抗很高（如电容式，压电式传感器的输出阻抗可达108
Ω以上）的测量放大电路中。图2-7所示电路就是它的例子。 2-10何谓电桥放大电路？应用于何种场合？
由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路。应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。
2-11线性电桥放大电路中（见图2-18），若u 采用直流，其值Ｕ＝10V ，R 1＝R 3= R ＝120Ω，
ΔR ＝0.24Ω时，试求输出电压Ｕo 。如果要使失调电压和失调电流各自引起的输出小于1mV ，那么输入失调电压和输入失调电流应为多少？ 由公式
u R R R R u R R R R R R R u 31231231312o ))(1(+-=?????
?-++=
可得U o =–U ΔR /(2R )=10mV 。设输入失调电压为u 0s 和输入失调电流为I 0s ，当输出失调电压小于1mV 时，输入失调电
压u 0s ﹤(1×10–3
)/ (1+R 2/R 1)=0.5mV ；输入失调电流为I 0s ﹤(1×10–3
)/[R 1 (1+R 2/R 1)]=4.17μA 。 2-12什么是可编程增益放大电路？请举例说明之。
放大电路的增益通过数字逻辑电路由确定的程序来控制，这种电路称为可编程增益放大电路，亦称程控增益放大电路，简称PGA 。例如图X2-2，程序为A =0(开关A 断开) 、B =0(开关B 断开)时，放大电路的电压放大倍数为-R /R 1；当程序为A =1(开关A 闭合) 、B =0(开关B 断开)时，放大倍数为- R 2R /[R 1（R 2+R ）]；当程序为A =0(开关A 断开)、B =1(开关B 闭合)，放大倍数为 –R 3R /[R 1（R 3+R ）]；当程序为A =1、B =1(开关A 、B 均闭合)，放大倍数为–R 2R 3R /[R 1（R 2 R 3+R 3 R +R R 2）]。
因此可编程增益放大电路的增益是通过数字逻辑电路由确定的程序来控制。
2-14根据图2-29c 和其增益表达式，若采用6个电阻，请画出电路原理图，并计算电阻网络各电阻的阻值。
N =6 : R 6 =R 1 +R 2 + R 3 +R 4 +R 5 , R 6 +R 5 =2（R 1 +R 2 + R 3 +R 4） R 6 +R 5 +R 4=3（R 1 +R 2 + R 3）, R 6 +R 5 +R 4+ R 3=4（R 1 +R 2）, R 6 +R 5 +R 4+ R 3+R 2=5R 1,
取R 1=R ，则R 6=3R ，R 5=R ，R 4=R /2，R 3=3R /10，R 2=R /5，R 1=R 。见图。
2-15什么是隔离放大电路？应用于何种场合？画图并简述光电耦合隔离放大电路的基
本工作原理。（就一种隔离方式简述其工作原理。）
隔离放大电路的输入、输出和电源电路之间没有直接的电路耦合，即信号在传输过程中没有公共的接地端。隔离放大电路主要用于便携式测量仪器和某些测控系统（如生物医学人体测量、自动化试验设备、工业过程控制系统等）中，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。
光耦合隔离放大电路的基本原理如图所示，它是通过中间的一个光电隔离器将输
入与输出放大器隔开的，这样可提高抗干扰能力。
3-1 什么是信号调制？在测控系统中为什么要采用信号调制？什么是解调？在测控系统中常
∞
－ + +
N
R
U o
U i
B
A R 1
R 2 R 3
U o
∞
－ + + N
5路摸拟开关
R
R /5 R
3R
U i
3R /10
R /2
用的调制方法有哪几种？
在精密测量中，进入测量电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测量电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋以一定特征，这就是调制的主要功用。调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一作为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。
在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。
3-8为什么在测控系统中常常在传感器中进行信号调制？
为了提高测量信号抗干扰能力，常要求从信号一形成就已经是已调信号，因此常常在传感器中进行调制。
3-12在测控系统中被测信号的变化频率为0~100H z，应当怎样选取载波信号的频率？应当怎样选取调幅信号放大器的通频带？信号解调后，怎样选取滤波器的通频带？
为了正确进行信号调制必须要求ωc>>Ω，通常至少要求ωc>10Ω。在这种情况下，解调时滤波器能较好地将调制信号与载波信号分开，检出调制信号。若被测信号的变化频率为0~100Hz，应要求载波信号的频率ωc>1000 Hz。调幅信号放大器的通频带应为900~1100 Hz。信号解调后，滤波器的通频带应>100 Hz，即让0~100Hz的信号顺利通过，而将900 Hz以上的信号抑制，可选通频带为200 Hz。
3-16相敏检波电路与包络检波电路在功能、性能与在电路构成上最主要的区别是什么？
相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要的区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向、在性能上最主要的区别是相敏检波电路具有判别信号相位和频率的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。参考信号应与所需解调的调幅信号具有同样的频率，采用载波信号作参考信号就能满足这一条件。
3-18试述图3-17开关式全波相敏检波电路工作原理，电路中哪些电阻的阻值必须满足一定的匹配关系？并说明其阻值关系。
图a中，在U c=1的半周期，同相输入端被接地，u s只从反相输入端输入，放大器的放大倍数为-1，输出信号u o如图c和图d中实线所示。在U c=0的半周期，V截止，u s同时从同相输入端和反相输入端输入，放大器的放大倍数为+1，输出信号u o如图c和图d中虚线所示。
图b 中，取R 1= R 2= R 3= R 4= R 5= R 6/2。在U c =1的半周期，V 1导通、V 2截止，同相输入端被接地，u s 从反相输入端输入，放大倍数为()132
6
-=+-R R
R 。在U c =0的半周期，V 1截止、
V 2导通，反相输入端通过R 3接地，u s 从同相输入端输入，放大倍数为
133
1
)1(365415=?=+++R R R R R R 。
效果与图a 相同，实现了全波相敏检波。R 1= R 2= R 3= R 4= R 5= R 6/2是阻值必须满足的匹配关系。 33、试述图3-13 所示全波线性检波电路工作原理，电路中哪些电阻的阻值必须满足一定的匹配关系，并说明其阻值关系。
全波精密检波电路，可用于包络检波和绝对值的计算。图中N 1为反相放大器，N 2为跟随器。u s >0时，V D1、V D4导通，V D2、V D3截止，N 2为跟随器,u o =u s ；u s <0时，V D2、V D3导通，V D1、V D4截止，N 1为反相放大器,取R 1=R 4，s o u u -=，所以。为减小偏置电流影响，取R 2=R 1∥R 4，R 3=R 5。
3-19什么是相敏检波电路的鉴相特性与选频特性？为什么对于相位称为鉴相，而对于频率称为选频？
相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。对于n =1,3,5等各次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n 等，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。对于频率不是参考信号整数倍的输入信号，只要二者频率不太接近，由于输入信号与参考信号间的相位差不断变化，在一段时间内的平均输出接近为零，即得到衰减。
R
V D
V D2 R
R
V D
3
V D4
R
3
u s
R 1
u o
∞ -
+ + N 1
∞ -
+ + N 2 3-1
s
o u u =
如果输入信号u s 为与参考信号u c (或U c )同频信号，但有一定相位差，这时输出电压
2cos sm o φU u =，即输出信号随相位差φ的余弦而变化。
由于在输入信号与参考信号同频，但有一定相位差时，输出信号的大小与相位差φ有确定的函数关系，可以根据输出信号的大小确定相位差φ的值，相敏检波电路的这一特性称为鉴相特性。而在输入信号与参考信号不同频情况下，输出信号与输入信号间无确定的函数关系，不能根据输出信号的大小确定输入信号的频率。只是对不同频率的输入信号有不同的传递关系，这种特性称为选频特性。
（附：常用鉴相方法有相敏检波器鉴相、异或门鉴相、RS 触发器鉴相、脉冲采样式鉴相。） 3-24试述用乘法器或开关式相敏检波电路鉴相的基本原理。
用乘法器实现鉴相时，乘法器的两个输入信号分别为调相信号)cos(c sm s φω+=t U u 与参考信号t U u c cm c cos ω=。乘法器的输出送入低通滤波器滤除由于载波信号引起的高频成分，低通滤波相当于求平均值，整个过程可用下述数学式表示，输出电压
?=+=
π
20cm sm c
c cm c sm o 2
cos )d(cos )cos(π21φωωφωU U t t U t U u 即输出信号随相位差φ的余弦而变化。
开关式相敏检波电路中采用归一化的方波信号U c 作参考信号，用它与调相信号相乘。归一化的方波信号U c 中除频率为c ω的基波信号外，还有频率为3c ω和5c ω等的奇次谐波成分。但它们对输出电压u o 没有影响，因为t t c c 3cos )cos(ωφω+和t t c c 5cos )cos(ωφω+等在t c ω的一个周期内积分值为零。其输出信号仍可用上式表示，只是取1cm =U 。在开关式相敏检波电路中参考信号的幅值对输出没有影响，但调相信号的幅值仍然有影响。
3-26在图3-46c 所示数字式相位计中锁存器的作用是什么？为什么要将计数器清零，并延时清零？延时时间应怎样选取？
图3-46c 所示数字式相位计中计数器计的脉冲数是随时变化的，当U o 的下跳沿来到时，
计数器计的脉冲数N 反映U s 和U c 的相位差φ，为了记录这一值，需要将它送入锁存器。为了在下一周期比相时，计的是下一周期U s 和U c 的相位差φ，要在锁存后将计数器清零，否则计数器计的是若干周期总共脉冲数，而不是U s 和U c 到来之间的脉冲数。但是只有在锁存后才能将计数器清零，所以要延时片刻后才将计数器清零。延时时间应大于锁存所需要的时间，但又应小于时钟脉冲周期，以免丢数。
4-1 简述滤波器功能、分类.
滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统。
滤波器的分类：按所处理信号形式不同，滤波器可分为模拟滤波器与数字滤波器 按功能分：低通、高通、带通、带阻
按电路组成分：LC 无源、RC 无源、由特殊元件构成的无源滤波器、RC 有源滤波器 按传递函数的微分方程阶数分：一阶、二阶、高阶
4-3滤波器常用的三种逼近方法为： 巴特沃斯逼近、切比雪夫逼近、贝赛尔逼近 4-5 滤波器特性参数主要有哪些？
1) 特征频率 滤波器的频率参数主要有：①通带截频π2/p p ω=f 为通带与过渡带的边界点，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限。②阻带截频π2/r r ω=f 为阻带与过渡带的边界点，在该点信号衰耗(增益的倒数)下降到一个人为规定的下限。③转折频率π2/c c ω=f 为信号功率衰减到12/(约3dB)时的频率，在很多情况下，也常以c f 作为通带或阻带截频。④当电路没有损耗时，固有频率π2/00ω=f ，就是其谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。 2)增益与衰耗 滤波器在通带内的增益并非常数。①对低通滤波器通带增益P K 一般指ω=0时的增益；高通指ω→∞时的增益；带通则指中心频率处的增益。②对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数。③通带增益变化量p K ?指通带内各点增益的最大变化量，如果p K ?以dB 为单位，则指增益dB 值的变化量。
3） 阻尼系数与品质因数 阻尼系数α是表征滤波器对角频率为ω0信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标，它是与传递函数的极点实部大小相关的一项系数。它可由式（4-3）所示的传递函数的分母多项式系数求得:
21ωαj j a a =
α的倒数α1/=Q 称为品质因数，
是评价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标，Q 为： ω
ω?=
Q 式中的ω?为带通或带阻滤波器的3dB 带宽，0ω为中心频率，在很多情况下中心频率与固有频率ω0相等。
4）灵敏度 滤波电路由许多元件构成，每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能。滤波器某一性能指标y 对某一元件参数x 变化的灵敏度记作S x y
，定义为：
x
x y
y S y x d d =
灵敏度是滤波电路设计中的一个重要参数，可以用来分析元件实际值偏离设计值时，电路实际性能与设计性能的偏离；也可以用来估计在使用过程中元件参数值变化时，电路性能变化情况。该灵敏度与测量仪器或电路系统灵敏度不是一个概念，该灵敏度越小，标志着电路容错能力越强，稳定性也越高。
5）群时延函数 当滤波器幅频特性满足设计要求时，为保证输出信号失真度不超过允许范围，对其相频特性?ω()也应提出一定要求。在滤波器设计中，常用群时延函数τω?ωω
()()
=d d 评价信号经滤波后相位失真程度。τω()越接近常数，信号相位失真越小。
4-8 一电路结构如图4-26。其中Ω===k 10510R R R ，Ω=k 7.42R ，Ω=k 473R ，
Ω=k 334R ，F 1.021μ==C C 。试确定当电阻R 0断开与接入时电路功能分别是什么？并计算相应的电路参数p K 、f 0与Q 。(令R 0断路，输出)()()(i 11o s U s f s U =；令R 1断路，输出)()()(o 22o s U s f s U =。因R R 01=， 故f s f s f s 12()()()==,
)]()()[()()()()()(o i o 2i 1o s U s U s f s U s f s U s f s U +=+=)
电阻R 0断开时，前级电路与图4-14c 完全一样，是一个无限增益多路反馈型二阶带通滤波器，后级是一个反相放大器，增益为-=-R R 5403030/.。
2
1321212132
2
145i o )11(1C C R R R R R s C C R s C R s
R R U U ++
++= 这时电路功能仍为带通滤波器
7121.0)
(2111
345p =+=C C R C R R R K ，Hz 8.1292π
12
13212
10=+=C C R R R R R f
522.0)
(2
2132
1=+=R R R R R α
电阻R 0接入时，最后可得到其传递函数
2
13212124152132
2
415
i o ])11(1[C C R R R R R s C R R R C C R s s
C R R R U U ++
-++= 在选定参数情况下仍为带通滤波器，电路参数0f 不变，474.2p =K ，15.0=α。 4-15按图4-11a 与图4-14 a 设计两个二阶巴特沃斯低通滤波器，kHz 1c =f ，1p =K ，其
中无限增益多路反馈型电路按书中表4-2与表4-3设计，压控电压源电路则要求C 1参考表4-2选择，并要求C C 21033=.。
由表4-2确定图4-14 a 电路电容F 01.01μ=C ，相应的换标系数10)/(100c 1==f C K
，
查表4-3得到Ω=k 111.31r ，Ω=k 072.42r ，Ω=k 111.33r ，122.0C C =。然后可以得到
电路实际参数，Ω=k 11.311R ，Ω=k 72.402R ，Ω=k 11.313R ，F 01.01μ=C ，
F 002.02μ=C 。最后选择元件公称值Ω=k 301R ，Ω=k 392R ，Ω=k 303R ，
F 01.01μ=C ，F 002.02μ=C 。
图4-11 a 电路中电容选择可参考表4-2，取值为F 01.01μ=C ，F 0033
.02μ=C ，令∞ -
+ + N 2
∞ -
+ + N 1
u i (t )
u o (t )
R 0 R 1
R 2
R 3 R 4
R 5
C 2
C 1
习题4-8图
R R x 21/=，对式(4-30)与(4-31)整理得到
2)1
(33.012211122=+=+=
x
x C R C R C R C R α 解之得到x 102633=.，x 23797=.，由式(4-30)可得)33.02/(1c 11f C x R π=。如取x =02633.
，则Ω=k 99.531R ，R xR k 211422==.Ω；如取x 23797=.，则Ω=k 22.141R ，Ω==k 99.5312xR R 。最后选择元件公称值Ω=k 561R ，Ω=k 152R 或Ω=k 151R ，Ω=k 562R 。
4-16一个二阶带通滤波器电路如图4-11 c 所示，其中R 156=k Ω，R 227=.k Ω，
Ω=k 7.43R ，Ω=k 200R ，R =33.k Ω，C 11=μF ，F 1.02μ=C 。求电路品质因
数Q 与通带中心频率0f 。当外界条件使电容C 2增大或减小1%时，
Q 与0f 变为多少？当电阻R 2增大或减小1%，或当电阻R 2减小5%时Q 与0f 变为多少？
由式(4-36)与(4-37)可得到：
Hz 6.144π21
2
1321210=+=
C C R R R R R f s /r 6.1131111202313110=-++=
C RR R C R C R C R Q ω Q =8000.
当电容C 2增大1%时，仍按上面两式计算得到Hz 9.1430=f ，Q =9.772。当电容C 2减小1%时，Hz 4.1450=f ，Q =6.762。当电阻R 2增大1%时，Hz 0.1440=f ，Q =6.659。当电阻R 2减小1%时Hz 3.1450=f ，Q =10.04。当电阻R 2减小5%时，Q 值变负，电路自激振荡。
5-1
5-2请设计一个能实现()()5i 2i 1i 5i 2i 1i o 5
1
51U U U U U U U '++'+'-+++= 的加减混合运算电路。
该加减混合运算电路如图X5-1所示。
5-4
6-2 试述在S/H 电路中对模拟开关、存储电容及运算放大器这三种主要元器件的选择有什么
要求。
选择要求如下：
模拟开关：要求模拟开关的导通电阻小，漏电流小，极间电容小和切换速度快。
存储电容：要选用介质吸附效应小的和泄漏电阻大的电容。
运算放大器：选用输入偏置电流小、带宽宽及转换速率（上升速率）大的运算放大器；输入运放还应具有大的输出电流。
6-4 试用多路模拟开关CD4051（参见图6-7）设计一程控放大电路
6-5 如果要求一个D/A 转换器能分辨5mV 的电压，设其满量程电压为10V ，试问其输入端数字量要多少数字位。
当满量程电压为U F =10V 时，有：
取n =11，即输入端数字量要11位。
6-6 图6-25所示为加权电阻网络D/A 转换器，若取n =8，U R =10V ， R =2R 1， 试求D in =00110011
时的值。 根据公式
当D in=00110011时，输出电压为：
6-7 一个6bit 的D/A 转换器，具有单向电流输出，当D in =110100时，i o =5mA ，试求D in =110011
时的i o 值。 当
D in =110100时，k 值为：
因此当D in =110011时，i o 为：
i
n
i i
d
R
R
U R I u -=?-=-=∑221
1
R 1o o ()
8
76543211
1
o 21212020212120202102--------?+?+?+?+?+?+?+???-
=R R u 99
.1o -=u (),
220055o D D k i +???+=525
22252
45=++=
k ,mV 52F
=n
U 2000
2=n 图X6-1
_
+
+
1
2
f
R 3 INH
A
B
C
-E
+E
6
11
10
9
8
16
3
12
1
5
u i
i
u o
o
CD4051
R 4 R 5
R 1
R 2
R
6-8一个6bit 逐次逼近式A/D 转换器，分辨率为0.05V ，若模拟输入电压u i =2.2V ，试求其
数字输出量的数值。
根据题意可知，2.2V 的输入电压对应的数字量为101100。
6-9.图示电路是什么电路？图中R 1=R 2 >>R ，试述其工作原理，写出其输出表达
式
图1是电桥放大电路。图中R 1=R 2 >>R
2
21o
u
R R R u u a ++= )2()1(δδ++=u u b
对于理想运算放大器u a = u b ，可得： 4
)2(1)21(1o u
R R u δδ++
= 1． 简述A/D 转换电路中分辨率和精度的区别。
A/D 转换电路的分辨率是指：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号时对应一定幅度的电压范围，当超过这一幅度的电压时，输出的数字信号将发生变化。这样能分辨的电压范围即为分辨率。而精度是指：理想的ADC 指不含量化误差的误差，如元器件的误差和噪声等引起的误差。精度指包含误差的比例，常用量程的百分比或pp/n 表示。
2.请根据图2-22b ，画出可获得1、10、100十进制增益的电路原理图。
由图X2-3可得：当开关A 闭合时，U o =U i ；当开关B 闭合时，U o =10U i ，当开关C 闭合时，
U o =100U i 。
3.如图所示电路为无限增益多路反馈型二阶滤波电路还是压控电压源型二阶滤波
()mA 904.4122252
5145
o =+++=
i C
R
∞
－ + +
N
U o
B A
U i
9R
90R
图X2-3
电路？如果想构成二阶高通滤波电路，Y1~Y5的RC元件该如何选取？答：此电路为无限增益多路反馈二阶滤
波电路，若要构成高通滤波电路，Y1，Y2，Y3应为电容，Y4，Y5应为电阻。
∞
-
+
+
N
Y4
Y1
Y3
Y2
Y5
R
u i(t) u
o
(t)
习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技 术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统内核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？
答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位）
第一章 1.简述嵌入式的定义 以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 2.举例说明嵌入式系统的“嵌入性”、“专用性”、“计算机系统”的基本特征。 按照嵌入式系统的定义，嵌入式系统有3个基本特点，即“嵌入性”、“专用性”与“计算机”。 “嵌入性”由早期微型机时代的嵌入式计算机应用而来，专指计算机嵌入到对象体系中，实现对象体系的智能控制。当嵌入式系统变成一个独立应用产品时，可将嵌入性理解为内部嵌有微处理器或计算机。 “计算机”是对象系统智能化控制的根本保证。随着单片机向MCU、SoC发展，片内计算机外围电路、接口电路、控制单元日益增多，“专用计算机系统”演变成为“内含微处理器”的现代电子系统。与传统的电子系统相比较，现代电子系统由于内含微处理器，能实现对象系统的计算机智能化控制能力。 “专用性”是指在满足对象控制要求及环境要求下的软硬件裁剪性。嵌入式系统的软、硬件配置必须依据嵌入对象
的要求，设计成专用的嵌入式应用系统。 3. 简述嵌入式系统发展各阶段的特点。 （1）无操作系统阶段：使用简便、价格低廉；（2）简单操作系统阶段：初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。 （3）实时操作系统阶段：系统能够运行在各种不同类型的微处理器上，具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface，GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface，API），从而使应用软件的开发变得更加简单。（4）面向Internet阶段：进入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展 4.简述嵌入式系统的发展趋势。 （1）新的微处理器层出不穷，精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。（2）Linux、Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统迅速发展。（3）嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件开发工具和软件支持包。
第一章 1.材料为什么要复合？（原因） a一种材料在某一方面的性能可能是优异的。 b 很多材料的性能已经得到了充的发展，继续提高只能是通过复合。 c单一材料追求高性能价格很高，复合可以降低成本 d传统材料及其局限性 4复合材料的定义与分类? 复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料，通过一定的工艺方法人工合成的，各组分间有明显界面且性能优于各组成材料的多相材料。 5 复合材料区别传统共混材料的特点。 1.多相结构存在着复合效应（复合材料是组分间被明显界面区分的多相材料，复合材料性能取决于各组分相性能的协同） 2.复合后各组分物理化学性质不变（区别于化合物和合金） 3.3. 人工制造（可设计性，区别于天然复合材料） 6 复合材料三大要素及其作用。 基体作用：成形、防护、传递载荷 界面作用：传力 增强体：受力，承担载荷 7复合材料复合的四大原理。 1.复杂的环境响应2．复杂微结构设计3．结构不均匀性4．界面稳定性 第二章 1.什么是复合效应？ 对于由A、B两种原材料复合而成的材料C，其性能既包含A、B两种原材料所固有的性能，又具有A、B两种原材料所不具备的新性能。
2.复合效应的本质是什么？ 复合效应本质是组分A、B的性能，及两者间形成的界面性能，相互作用、相互补充。为复合材料的性能在其组分材料基础上的线性和非线性的综合。 3.作业1：请描述纤维间距随体积分数的变化情况，即计算（s/r）在Vf= 0.3、0.4、0.5及0.6时的值并采用画图的方式做出说明，其中纤维排布方式：六边形。提示：横坐标：Vf，纵坐标：s/r 4.作业２假设2 wt%二氧化钍（ThO2）加入到镍（Ni）中，ThO2颗粒直径为100 nm，已知ThO2和Ni的密度分别为9.69和8.9 g/cm3，请计算每立方厘米的复合 材料中有多少个ThO2颗粒。（假设界面上没有反应产物）wt%: 质量分数。 5、作业3银-钨复合材料可作为电触头材
1 19世纪末物理学上得三大发现就是。 ?A、X射线 ?B、放射性 ?C、电子 ?D、以上均就是 我得答案:D 2 卢瑟福著名得α粒子穿透金属箔试验中,α粒子穿透金属箔后得运动轨迹不包括。?A、立刻停止 ?B、反射回来 ?C、发生旋转 ?D、直线运动 我得答案:A 3 20世纪初,对氢原子光谱进行深入研究并找到了对应公式得人就是。 ?A、卢瑟福 ?B、巴尔麦 ?C、里德堡 ?D、普朗克 我得答案:C 4 每个化学元素都有不同特征得线状光谱。 我得答案:√ 5 原子中得基本粒子包括电子与电子核,其中占主要质量得就是电子。 我得答案:× 1
下列说法不正确得就是。 ?A、海森堡得不确定原理适用于宏观物体 ?B、原子得半径就是十得负八次方厘米 ?C、光具有波粒二象性 ?D、氢元素光谱得波长具有不连续性 我得答案:A 2 提出电子具有波粒二象性假设得学者德布罗意来自。 ?A、德国 ?B、美国 ?C、法国 ?D、波兰 我得答案:C 3 首次把量子化得概念运用到化学上得人就是。 ?A、卢瑟福 ?B、玻尔 ?C、普朗克 ?D、巴尔麦 我得答案:B 4 玻尔假说得成功之处,其中一点就就是验证了里德堡公式得正确性。 我得答案:√ 5 海森堡得不确定原理表明能测量出电子准确得位置,但不能测出其准确得动量。 我得答案:√ 1 波函数ψ得变量不包括。 ?A、r
?C、Ф ?D、m 我得答案:D 2 建立迄今最为成功得原子结构模型波动力学模型得就是。 ?A、德布罗意 ?B、爱因斯坦 ?C、海森堡 ?D、薛定谔 我得答案:D 3 为不同得目得从不同得角度考察波函数得性质,只考察随θ,Ф变化得称为。?A、径向分布图 ?B、角度分布图 ?C、时间分布图 ?D、空间分布图 我得答案:B 4 薛定谔方程实质上就是一个二阶偏微分方程,解得得ψ就是一个具体得数值。 我得答案:× 5 电子云在半径r=53pm球壳上出现得概率最大,这个最大値正就是波尔半径。 我得答案:√ 1 当主量子数相同时,离核较近得峰最多得就是。 ?A、np ?B、nd ?C、ns
第2章ARM技术与ARM体系结构 1.简述ARM处理器内核调试结构原理 答：ARM处理器一般都带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），它是ARM 公司自己推出的调试工具。ARM处理器都支持基于JTAG（Joint Test Action Group 联合测试行动小组）的调试方法。它利用芯片内部的Embedded ICE来控制ARM内核操作，可完成单步调试和断点调试等操作。当CPU处理单步执行完毕或到达断点处时，就可以在宿主机端查看处理器现场数据，但是它不能在CPU运行过程中对实时数据进行仿真。 ETM解决了上述问题，能够在CPU运行过程中实时扫描处理器的现场信息，并数据送往TAP（Test Access Port）控制器。上图中分为三条扫描链（图中的粗实线），分别用来监视ARM核，ETM，嵌入式ICE的状态。 1.分析ARM7TDMI-S各字母所代表的含义。 答：ARM7 T D M I – S 中 ARM是Advanced RISC Machines的缩写 7是系列号； T：支持高密度16位的Thumb指令集； D：支持JTAG片上调试； M：支持用于长乘法操作（64位结果）ARM指令，包含快速乘法器；； I：带有嵌入式追踪宏单元ETM，用来设置断点和观察点的调试硬件； S：可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以编译成一种易于EDA工具使用的形式。 2.ARM处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处 理器在什么情况下进入相应的模式。 答：ARM技术的设计者将ARM处理器在应用中可能产生的状态进行了分类，并针对同一类型的异常状态设定了一个固定的入口点，当异常产生时，程序会自动跳转到对应异常入口处进行异常服务。 ?1．用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下 执行。在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器不会自动切换工作模式 ?2．FIQ模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先
嵌入式习题答案Last revision on 21 December 2020
第一章习题答案 1.什么是嵌入式系统请列举几个常见的嵌入式系统。 答：根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和生产线运行的装置（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。这主要是从产品的应用角度加以定义的，由此可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，可以涵盖机械等附属装置。 目前被我国科学家普遍认同的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。 常见的嵌入式系统：手机，DVD，路由器，核磁共振仪，全自动洗衣机。 2.嵌入式系统与通用计算机有哪些区别 答：(1) 以应用为中心；(2) 以计算机技术为基础(3) 软件和硬件可裁减(4) 对系统性能要求严格（5）软件的固件化（6）需要专用的开发工具 3.嵌入式系统的发展分为哪几个阶段 答：第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段。第二阶段：以嵌入式CPU为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段：以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段：以基于Internet为标志的嵌入式系统。 4.请列举嵌入式系统的主要应用领域。 答：（1）工业控制领域（2）交通运输领域（3）消费电子产品（4）家电领域（5）通信领域（6）商业和金融领域（7）环境监测领域（8）医疗领域（9）建筑领域（10）军事国防领域（11）航天航空领域
第1章嵌入式系统概述 1,什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点是什么 嵌入式系统概念: (1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置. (2)一般定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能,可靠性,成本,体积,功耗有严格要求的专用计算机系统. 嵌入式系统的特点: (1) 专用的计算机系统 (2) 必须满足环境要求 (3) 必须能满足对象系统的控制要求 (4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统 (5) 具有较长的生命周期 (6) 软件固化在非易失性存储器中 (7) 必须能满足实时性要求 (8) 需要专用开发环境和开发工具 2,简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks. (1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别.μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash这样小容量,低成本的嵌入式系统.RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性. (2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用.WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA等手持设备中. (3)uCOS II:结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点.主要用于小型嵌入式系统. (4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等.通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中. 第2章嵌入式处理器体系结构 1,具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T,D,M,I分别代表什么 ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点. 2,ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态.CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下. CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态. 3,ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态 ARM的7种异常类型:复位RESET异常,未定义的指令UND异常,软件中断SWI异常,指令预取中止PABT异常,数据访问中止DABT异常,外部中断请求IRQ异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态. 4,为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么
第1章嵌入式系统概述 (1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。 答：键盘、鼠标、扫描仪。 (2)什么叫嵌入式系统？ 答：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。 (3)什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 答：嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。分为3类：1.注重尺寸、能耗和价格；2.关注性能；3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。 (4)什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 答：嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。原因：1.提高了系统的可靠性；2.提高了开发效率，缩短了开发周期。3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。 第2章ARM7体系结构 1.基础知识 (1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？ 答：T：高密度16位Thumb指令集扩展；D：支持片上调试；M：64位乘法指令；I：Embedded ICE硬件仿真功能模块。 (2)ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？ 答：3级；冯·诺依曼结构。 (3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？ 答：ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上；ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。 (4)分别列举ARM的处理器模式和状态？ 答：ARM的处理器模式：用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式；ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。 (5)PC和LR分别使用哪个寄存器？ 答：PC:R15；LR:R14。 (6)R13寄存器的通用功能是什么？ 答：堆栈指针SP。 (7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？
一、单选题（题数：40，共分） 1世界上各类自然灾害其中不包括()。（分）分A、 干旱 B、 地震 C、 洪水 D、 爆炸 | 正确答案： D 我的答案：D 2()是制作核武器的重要材料之一。（分）分A、 铀-235 B、 金 C、 汞 D、 氧 { 正确答案： A 我的答案：A 3决定电子能量高低的主要因素是()。（分）分A、
B、 l C、 m D、 p " 正确答案： A 我的答案：B 4电子概率的()表示了电子在整个空间出现的概率随半径变化的情况。（分）分A、 径向分布图 B、 时间分布图 C、 空间分布图 D、 角度分布图 ！ 正确答案： A 我的答案：A 5以下哪些方面是中国月球探测的战略发展()（分）分 A、 环球探测 B、 载人登月
月球软着陆和巡视探测 D、 以上均是 ! 正确答案： D 我的答案：D 6根据量纲分析得知,地球上的山最高不超过()。（分）分A、 8km B、 9km C、 10km D、 11km ( 正确答案： C 我的答案：B 7“嫦娥二号”突破了许多关键技术,但不包括()。（分）分A、 地月转移轨道发射 B、 U频段测控 C、 近月捕获 D、
环月飞行轨道控制 》 正确答案： B 我的答案：D 8至1949年以后,每年有多少次台风登陆()（分）分A、 5 B、 7 C、 6 D、 8 ! 正确答案： B 我的答案：C 9在几何学里面,有规则的多面体只有几个()（分）分A、 3 B、 4 C、 5 D、 6 、 正确答案： C 我的答案：C
101976年唐山大地震发生了多少级地震()（分）分A、 B、 C、 D、 ` 正确答案： A 我的答案：A 11光的衍射实验,光电效应说明了光具有()。（分）分A、 反射性 B、 波动性 C、 粒子性 D、 折射性 ! 正确答案： C 我的答案：D 12有关四个高原地震带的说法,有误的是()。（分）分A、 都在地球最收缩的地方,即北纬25-55度之间
《魅力科学》2020章节测试题与答案 1、化学概论——原子结构 1.1原子的基本构成 1.【单选题】20世纪初,谁对氢原子光谱进行深入研究并找到了对应公式?() A、卢瑟福 B、里德堡 C、巴尔麦 D、普朗克 答案：B 2.【单选题】19世纪末,()是物理学上三大发现之一。 A、X射线 B、放射性 C、电子 D、以上均是 答案：D 3【多选题】卢瑟福著名的α粒子穿透金属箔试验中,α粒子穿透金属箔后的运动轨迹包括()。 A、立刻停止 B、反射回来 C、发生旋转 D、直线运动 答案：A
4【判断题】现状光谱在每个化学元素中都有不同特征。() 答案：正确 5【判断题】原子中的基本粒子包括电子核和占主要质量的是电子。() 答案：错误 1.2核外电子运动理论模型 1.【单选题】光的衍射实验,光电效应说明了光具有()。 A、反射性 B、波动性 C、粒子性 D、折射性 答案：C 2【填空题】1924年,德布罗意在光的二象性的启发下,提出了()也具有二象性的特征。 答案：电子 3【填空题】从距核最近的一条轨道算起,当n=1时,轨道半径约为()pm。 答案：53 4【判断题】不确定原理对微观,宏观粒子都有用()。 答案：错误 5【判断题】玻尔计算出的电子在原子核外运动的轨道半径与后来人们用科学的方法计算出的半径一致()。 答案：正确 6【简答题】简单介绍“不确定原理”的由来。 答案：原子核外电子体积小，运动速度快，所有不可能同时得到电子的准确位置和准备动量。 1.3原子核外电子的运动状态及薛定谔方程
1.【单选题】()建立迄今最为成功的原子结构模型-波动力学模型。 A、薛定谔 B、爱因斯坦 C、海森堡 D、德布罗意 答案：A 2.【单选题】波函数ψ有什么变量?() A、r B、θ C、Ф D、以上均是 答案：D 2的性3【多选题】根据不同的目的和角度考察波函数ψ和概率密度?ψ? 质,包括()。 A、径向分布图 B、时间分布图 C、角度分布图 D、空间分布图 答案：ACD 4【判断题】电子在半径r=53pm球壳上出现的最大概率值就是波尔半径。() 答案：正确 5【判断题】实质上,薛定谔方程是一个二阶偏微分方程,解得的ψ是一个具体的数值。()
一、 单选题（题数： 40，共 40.0 分） 1 世界上各类自然灾害其中不包括 ()。（ 1.0 分） 1.0 分 A 、 干旱 B 、 地震 C 、 洪水 D 、 爆炸 正确答 案： D 我的答案： D 2()是制作核武器的重要材料之一。 （1.0 分） 1.0 分 A 、 铀-235 B 、 金 C 、 汞 D 、 氧 正确答 案： A 我的答案： A 3 决定电子能量高低的主要因素是 ()。（ 1.0 分） 0.0 分 A 、 n B 、 l C 、 m D 、 p 正确答 案： A 我的答案： B 4 电子概率的 ()表示了电子在整个空间出现的概率随半径变化的情况。 （ 1.0 分） 1.0 分 A 、 径向分布图 B 、 时间分布图 C 、 空间分布图 D 、 角度分布图 正确答案： A 我的答案： A 5 以下哪些方面是中国月球探测的战略发展 ?()（ 1.0 分） 1.0 分
A、 环球探测
B、 载人登月 C、 月球软着陆和巡视探测 D、 以上均是 正确答案：D 我的答案： D 6 根据量纲分析得知,地球上的山最高不超过()。（ 1.0 分） 0.0 分A、 8km B、 9km C、 10km D、 11km 正确答案：C 我的答案： B 7“嫦娥二号”突破了许多关键技术 ,但不包括 ()。（ 1.0 分） 0.0 分A、 地月转移轨道发射 B、 U 频段测 控 C、 近月捕获 D、 环月飞行轨道控制 正确答 案： B 我的答案： D 8 至 1949 年以后 ,每年有多少次台风登陆?()（1.0 分）0.0 分 A、 5 B、 7 C、 6 D、8 正确答 案： B 我的答案： C 9 在几何学里面 ,有规则的多面体只有几个?()（ 1.0 分）1.0分 A、3 B、
第1章嵌入式系统基础 1.什么就是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出您所想到得嵌 入式系统。 答：（1）定义：国内对嵌入式系统得一般定义就是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可 靠性、成本、体积、功耗等严格要求得专用计算机系统。 （2）组成：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统与应用软件等几部分组成。 （3）特点：a、软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体； b、需要操作系统支持，代码小，执行速度快； c、专用紧凑，用途固定，成本敏感； d、可靠性要求高； e、多样性，应用广泛，种类繁多。 （4）嵌入式系统：个人数字助理（PDA）、机顶盒（STB）、IP电话。 2.嵌入式处理器分为哪几类？ 答：（1）低端得微控制器（MicroController Unit,MCU）； （2）中高端得嵌入式微处理器（Embeded MicroProcessor Unit,EMPU）； （3）通信领域得DSP处理器（Digital Signal Processor,DSP）； （4）高度集成得片上系统（System on Chip,SoC）。 3.ARM英文原意就是什么？它就是一个怎样得公司？其处理器有何特点？ 答：（1）英文原意：Advanced RISC Machines。高级精简指令集机器。 （2）公司简介：该公司就是全球领先得16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本、低功耗得RISC微处理器、外围 与系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色得芯片。ARM公司 已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案得RISC 标准。 （3）其处理器特点：a、小体积、低功耗、低成本而高性能；b、16/32位双指令集；c、全球得合作伙伴众多。 4.什么就是实时系统？它有哪些特征？如何分类？ 答：（1）实时系统得定义：实时系统（Real Time System）就是指产生系统输出得时间对系统至关重要得系统。 （2）特征：实时性、并行性、多路性、独立性、可预测性、可靠性。 （3）分类：根据响应时间得不同，实时系统可分为3种类型：强实时系统、弱实时系统、一般实时系统。 根据确定性得不同，实时系统可分为2种类型：硬实时、软实时。 5.RTOS由哪几部分组成？它有哪些特点？与一般操作系统相比有何不同？ 答：（1）组成：实时内核、网络组件、文件系统、图形用户界面。 （2）特点：a、支持异步事件得响应；b、中断与调度任务得优先级机制；c、支持抢占式调度；d、确定得任务切换时间与中断延迟时间；e、支持同 步。 （3）与一般OS得不同： a、实时性：响应速度快，只有几微秒；执行时间确定，可预测； b、代码尺寸小：只有10~100KB，节省内存空间，降低成本；
第一章 思考与练习 1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制，数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Un it, EMPU) 嵌入式微控制器(Microco ntroller Un it, MCU) 嵌入式 DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip) 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32位CPU的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4个阶段。 识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。 2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。
一、单选题（题数：40，共40.0 分） 1世界上各类自然灾害其中不包括()。（1.0分）1.0 分 A、 干旱 B、 地震 C、 洪水 D、 爆炸 正确答案：D 我的答案：D 2()是制作核武器的重要材料之一。（1.0分）1.0 分 A、 铀-235 B、 金 C、 汞 D、 氧 正确答案：A 我的答案：A 3决定电子能量高低的主要因素是()。（1.0分）0.0 分 A、 n B、 l C、 m D、 p 正确答案：A 我的答案：B 4电子概率的()表示了电子在整个空间出现的概率随半径变化的情况。（1.0分）1.0 分A、 径向分布图 B、 时间分布图 C、 空间分布图 D、 角度分布图 正确答案：A 我的答案：A 5以下哪些方面是中国月球探测的战略发展?()（1.0分）1.0 分 A、 环球探测
载人登月 C、 月球软着陆和巡视探测 D、 以上均是 正确答案：D 我的答案：D 6根据量纲分析得知,地球上的山最高不超过()。（1.0分）0.0 分A、 8km B、 9km C、 10km D、 11km 正确答案：C 我的答案：B 7“嫦娥二号”突破了许多关键技术,但不包括()。（1.0分）0.0 分A、 地月转移轨道发射 B、 U频段测控 C、 近月捕获 D、 环月飞行轨道控制 正确答案：B 我的答案：D 8至1949年以后,每年有多少次台风登陆?()（1.0分）0.0 分 A、 5 B、 7 C、 6 D、 8 正确答案：B 我的答案：C 9在几何学里面,有规则的多面体只有几个?()（1.0分）1.0 分A、 3 B、 4 C、 5
6 正确答案：C 我的答案：C 101976年唐山大地震发生了多少级地震?()（1.0分）1.0 分 A、 7.8 B、 7.6 C、 7.7 D、 7.5 正确答案：A 我的答案：A 11光的衍射实验,光电效应说明了光具有()。（1.0分）0.0 分 A、 反射性 B、 波动性 C、 粒子性 D、 折射性 正确答案：C 我的答案：D 12有关四个高原地震带的说法,有误的是()。（1.0分）0.0 分 A、 都在地球最收缩的地方,即北纬25-55度之间 B、 都有南北方向的南北地震带 C、 地震发生情况都是西部多、东部少 D、 都在亚欧板块上 正确答案：D 我的答案：C 131958年-1976年期间,美苏共成功或部分成功的约为()次,但实际上,两国共发射了108枚探射器探索月球。（1.0分）1.0 分 A、 52 B、 50 C、 51 D、 49 正确答案：A 我的答案：A
嵌入式复习资料 第一章嵌入式系统概述： 1、什么是嵌入式系统？是简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。P3 嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。 3、是比较嵌入式系统与通用PC的区别。P3 （1）嵌入式系统是专用的计算机系统，而PC是通用的计算机系统。 （2）技术要求不同，通用PC追求高速、海量的数据运算；嵌入式要求对象体系的智能化控制。 （3）发展方向不同，PC追求总线速度的不断提升，存储容量不断扩大；嵌入式追求特定对象系统的智能性，嵌入式，专用性。 4、嵌入式体统有哪些部分组成？简单说明各部分的功能与作用。P6 （1）硬件层是整个核心控制模块（由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其他I/O接口以及电源组成），嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心，在嵌入式微处理器基础上增加电源电路、时钟电路、和存储器电路（RAM和ROM等），这就构成了一个嵌入式核心控制模块，操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。 （2）中间层把系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关。一般包括硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）和板级支持包（Board Support Package，BSP）。 （3）软件层由实时操作系统（Real Time Operating System，RTOS）、文件系统、图形用户接口（Graphical User Interfaces，GUI）、网络组件组成。（4）功能层是面向被控对象和用户的，当需要用户操作是往往需要提供一个友好的人际界面。 5、嵌入式系统是怎么分类的？P7 按照嵌入式微处理器的位数分类（4位、8位、16位、32位、64位）；按照是实时性分类（硬实时系统式之系统对响应时间有严格的要求；软实时系统是对响应时间有一定要求）； 按照嵌入式软件结构分类（循环轮询系统、前后台系统、多任务系统）；按照应用领域分类。 6什么是多任务系统？多任务系统的特点些？P9 应用的场合：对于较复杂的嵌入式系统而言，存在许多互不相关的过程需要计算机同时处理，在这种情况下就需要采用多任务系统。 多任务系统的软件是由多个任务、多个中断服务程序以及嵌入式操作系统组成。任务是顺序执行的，并行性通过操作系统完成。 特点：（1）每个任务都是一个无限循环的程序，等待特定的输入，从而机型相应的处理。（2）这种程序模型将系统成分相对简单、相互合作的模块。（3）不同的任务共享同一个CPU和其他硬件，嵌入式操作系统对这些共享资源进行管理。（4）多个顺序机型的任务在宏观上是并行执行的，每个任务都运行在自己独立的CPU上。 第二章嵌入式处理器 1`嵌入式处理器有哪几类？简述各类嵌入式处理器的主要特点和应用领域。P16 嵌入式微控制器、嵌入式微处理器、嵌入式DSP、嵌入式片上系统。(1)嵌入式
巢湖学院魅力科学作业题目及答案 一、选择题（60分） 1 、申泮文先生的化学课程结构火箭模型中，处于最尖端地位的是? ( 2.0 分) ? A ．化学概论 ? B ．无机化学 ? C ．实验化学 2 、提出假说，认为原子核外轨道离核远近有一定距离，离核越远，能量越高的科学家是？( 2.0 分) ? A ．卢瑟福 ? B ．普朗克 ? C ．玻尔 3 、在光的波粒二象性启发下，提出电子的波粒二象性假说的人是？( 2.0 分) ? A ．海森堡 ? B ．霍尔海姆 ? C ．德布罗意 4 、最早找出了微观粒子运动规律的波动方程的人是？( 2.0 分) ? A ．德布罗意 ? B ．海森堡 ? C ．薛定谔 5 、量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数叫做？( 2.0 分) ? A ．波函数 ? B ．指数函数
? C ．对数函数 6 、下列不属于类氢离子的是？( 2.0 分) ? A ．1价的氦离子 ? B ．2价的锂离子 ? C ．1价的氢离子 7 、角量子数的取值受到？( 2.0 分) ? A ．n的限制 ? B ．m的限制 ? C ．想是几就是几 8 、下列说法错误的是？( 2.0 分) ? A ．ms是代表自旋量子数 ? B ．l代表角动量量子数 ? C ．n代表电子层数 9 、下列不属于第三周期元素的是？( 2.0 分) ? A ．钠 ? B ．硫 ? C ．铍 10 、下列不属于第三主族元素的是？( 2.0 分) ? A ．硒 ? B ．镓
? C ．铟 11 、汶川地震的震级是( 2.0 分) ? A ．7.8级 ? B ．6.4级 ? C ．8.0级 ? D ．8.8级 12 、物理学家给山建立的模型中，山的倾斜角度一般是( 2.0 分) ? A ．30度 ? B ．45度 ? C ．60度 ? D ．75度 13 、声速在固体里传播的速度比在光速中小几个数量级( 2.0 分) ? A ．1个 ? B ．3个 ? C ．5个 ? D ．7个 14 、规则多面体一共有多少个( 2.0 分) ? A ．5个 ? B ．8个 ? C ．12个
第一章习题答案 1.什么是嵌入式系统？请列举几个常见的嵌入式系统。 答：根据国际电气和电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式系统是控制、监视或者辅助设备、机器和生产线运行的装置（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。这主要是从产品的应用角度加以定义的，由此可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，可以涵盖机械等附属装置。 目前被我国科学家普遍认同的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。 常见的嵌入式系统：手机，DVD，路由器，核磁共振仪，全自动洗衣机。2.嵌入式系统与通用计算机有哪些区别？ 答：(1) 以应用为中心；(2) 以计算机技术为基础(3) 软件和硬件可裁减(4) 对系统性能要求严格（5）软件的固件化（6）需要专用的开发工具 3.嵌入式系统的发展分为哪几个阶段？ 答：第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段。第二阶段：以嵌入式CPU为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段：以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段：以基于Internet为标志的嵌入式系统。 4.请列举嵌入式系统的主要应用领域。 答：（1）工业控制领域（2）交通运输领域（3）消费电子产品（4）家电领域（5）通信领域（6）商业和金融领域（7）环境监测领域（8）医疗领域（9）建筑领域（10）军事国防领域（11）航天航空领域 第二章习题答案 1.简述简单嵌入式系统与复杂嵌入式系统的主要区别。 答：简单嵌入式系统很早就已经存在，这类嵌入式系统因为软硬件复杂度都很低，一般不使用操作系统，例如常用的单片机系统。对于复杂的嵌入式系统，它的开发模式发生了极大的改变。一个复杂的嵌入式系统不仅硬件系统的开发比单片机复杂了许多，更重要的是在该系统中采用了嵌入式操作系统，其应用软件的开发转变为使用操作系统标准接口的计算机工程领域的应用软件开发。复杂嵌入式系统具有更强大的功能，但是简单的嵌入式并不会随着复杂的嵌入式系统出现而消亡。 2.简述嵌入式系统的体系结构。 答：嵌入式系统从组成上看，可分为嵌入式硬件系统与嵌入式软件系统两大部分。嵌入式硬件层由嵌入式微处理器、嵌入式存储器系统、通用设备和I／O接口等组成。嵌入式系统的软件层分为嵌入式操作系统和嵌入式应用软件两大部分。3.嵌入式处理器分为哪几类？
全国计算机等级考试三级教程 ——嵌入式系统开发技术 整理着：老乡 开始日期：2015 03 09 截止日期：2015 03 15 一、嵌入式系统概论 1.与通用计算机相比，嵌入式系统具有许多不同之处。下面是其特点是（）： A.嵌入式系统与应用紧密结合，具有很强的专用性 B.嵌入式大多数面向应用，可靠性十分重要 C.应用于过程控制、数据采集、通讯传输等领域的嵌入式系统对实时性有一 定要求 D.用户可以方便对嵌入式系统的软件进行修改、升级和扩充 2.关于嵌入式系统CPU叙述中错误的是（）： A.嵌入式系统中目前仍大量使用8位、16位的CPU B.使用32位CPU仍是嵌入式系统发展的主潮流 C. 数字信号处理器不能用作嵌入式系统的CPU D. 嵌入式系统的CPU大多数支持实时处理并且具有低功耗的特性 3.微控制器是嵌入式处理芯片的主要品种之一，下面正确是（）： A. 微控制器将CPU、存储器、IO接口控制电路全部集中在一块芯片上
B.微控制器的品种多、应用广、是嵌入式处理芯片中历史悠久的一个品种 C. 4位、8位处理器的MCU目前很少用，接近淘汰 D. 当前大多数32位MCU产品中都使用ARM处理内核 4.片上系统也成为系统级芯片，下列错误是（）： A. 英文名为System on Chip ，缩写SoC或者SOC B.它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物 C. 片上系统实现了使用单个芯片进行数据采集、转换、存储、处理和IO等多种功能 D. 片上系统除了模拟电路之外各种电路都集成在一个芯片上 5.下列关于汉字编码标准中错误是（）： A.GB2312国际字符仅包含6000多个汉字，许多情况下已经不够用 B.GB18030编码标准与Unicode编码标准完全兼容 C. Uniclde字符集包含的汉字超过两万个，如简体汉字和繁体汉字 D. GB18030汉字编码标准保持向下兼容 6.一幅1024X768的彩色图像，其数据量在2.25MB左右，若图像数据没有经过数据压缩处理，则图像中每个像素使用____位二进制表示（）： A.8 B. 16 C.24 D.32
单片机习题参考答案 第1章概述习题参考答案 1．嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？ 答：即MCU的含义是：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。大部分嵌入式系统以MCU为核心进行设计。MCU从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门设计的，它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求。因此以MCU为核心的系统是应用最广的嵌入式系统。 简述嵌入式系统的特点以及应用领域。 答：嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现;嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法;使用MCU设计嵌入式系统，数据及程序空间采用不同存储介质;开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识;嵌入式系统的其他特点,比如紧张的资源，较高稳定性要求，低功耗，低成本等。一般用于工业控制，智能家电，日常电子等领域。 3．比较MCU及CPU的区别及联系。 答：CPU是一个单独的PC处理器。而MCU，则有微处理器，存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较
完整的数字处理系统。所以可以这么说，MCU是一个包含微处理器的嵌入式系统，而CPU紧紧是一个处理器而已。 4．举例说明嵌入式系统在日常生活中的应用。 答：日常数码产品：手机，MP3，U盘，相机等。 日常工业类：冰箱，空调，微波炉，汽车等。 5．C语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高的高级语言。 答：相比底端汇编，更简单易学；及高级语言如（C++，C#，java等）相比，执行效率高，编译后的编码体积小，而且支持好的编译器还支持嵌入汇编代码；对位的操纵能力很强。 6．阅读光盘中【第01章(概述)阅读资料】中的“嵌入式C语言工程简明规范”，用一页纸给出嵌入式C语言工程简明规范的要点。 答：此规范主要针对单片机编程语言和08编译器而言，包括命名、注释、编码规范性等内容。建议在一个工程或者一个项目中尽量遵循相同的代码规范，而不是说你只能拥有一个代码规范。 （1）命名规则：命名清晰明了，有明确含义，使用完整单词或约定俗成的缩写。通常，较短的单词可通过去掉元音字母形成缩写；较长的单词可取单词的头几个字母形成缩写。即 "见名知意"；命名风格要自始至终保持一致；命名中若使用特殊约定或缩写，要有注释说明；为了代码复用，命名中应避免适用及具体项目相关的前缀；应使用英语命名。 （2）注释：注释基本原则就是有助于对程序的阅读理解，说明程序