第十四届蓝桥杯国赛电子类单片机学习记录（客观题）

(1)电路中常用的储能元件有（BC）。

A.电阻

B.电容

C.电感

D.磁珠

解析：

A. 电阻：电阻是耗能元件，它主要是将电能转化为热能，通过电流时会产生热量，不具备储能功能。

B. 电容：电容是一种能够储存电场能量的元件。当电容两端加上电压时，电荷会在电容极板上积累，形成电场，从而储存能量。其储能公式为E=½​CU2，其中E表示储能，C是电容值，U是电容两端的电压。

C. 电感：电感是用于储存磁场能量的元件。当有电流通过电感时，会在其周围产生磁场，进而储存能量。储能公式为E=½​LI2，式中E为储能，L是电感值，I是通过电感的电流。

D. 磁珠：磁珠主要用于抑制电磁干扰，它在电路中相当于一个有耗元件，会将高频能量以热能的形式消耗掉，而不是用于储能。

综上所述：答案是BC。

(2)一个R=10KΩ，C=3.3μF的低通滤波器，截至频率约为（B）Hz。

A. 1

B. 4.82

C. 159.2

D. 0.88

解析：

对于RC低通滤波器，其截止频率fc的计算公式为：。

已知将其代入公式可得：

综上所述：答案是B。

(3)一个由电池供电的硬件系统需要将输入电源12V电压转换为4.2V，输出电流3A，比较合适的解决方案是（B）。

A. LDO

B. DC/DC（BUCK)

C. DC/DC（BOOST)

D.三端线性稳压器

解析：

A. LDO（低压差线性稳压器）：LDO 在降压过程中，输入输出电压差较小时效率较高，但当输入输出电压差较大时，会有较大的功率损耗在调整管上，导致发热严重，效率较低。在本题中，输入 12V 转换为 4.2V，电压差较大，使用 LDO 不太合适。

B. DC/DC（BUCK）：这是一种降压型的直流 - 直流转换器，能够将较高的输入电压转换为较低的输出电压，并且在大电流输出的情况下具有较高的效率，适用于本题中 12V 转 4.2V 且输出电流 3A 的情况。

C. DC/DC（BOOST）：这是升压型直流 - 直流转换器，用于将较低的输入电压转换为较高的输出电压，不符合本题降压的要求。

D. 三端线性稳压器：本质上和 LDO 类似，也是线性稳压电源，在输入输出电压差较大且大电流输出时，效率低、发热严重，不适合本题的应用场景。

综上所述：答案是B。

(4)32.768KHz的晶振常用于为微控制器的哪些外设提供时钟信号（C）。

A. GPIO

B. ADC转换单元

C. RTC 时钟单元

D. USB通信单元

解析：

A. GPIO（通用输入输出端口）：通常不需要精确的低频时钟信号，其工作频率一般与微控制器的系统时钟相关，由主时钟源提供时钟，而不是 32.768KHz 晶振。

B. ADC 转换单元（模数转换单元）：对时钟的要求通常是与系统时钟或特定的高频时钟相关，以保证转换的精度和速度，32.768KHz 的低频时钟难以满足其要求。

C. RTC 时钟单元（实时时钟单元）：需要一个稳定、精确的低频时钟信号来实现精确的时间计数和计时功能。32.768KHz 晶振经过分频后可以提供秒级的时钟信号，非常适合为 RTC 提供时钟，这也是此类晶振的典型应用场景。

D. USB 通信单元：USB 通信有严格的时钟要求，通常需要较高频率且精度较高的时钟信号来保证数据的准确传输和同步，32.768KHz 晶振无法满足其需求。

综上所述：答案是C。

(5)在电路板上，信号传输过程中产生信号反射的原因是（D）。

A.走线宽度不够

B.铜皮厚度不足

C.信号源功率不足

D.线路阻抗不连续

解析：

在电路板上，当信号在传输线中传播时，如果遇到线路阻抗不连续的情况，例如传输线的特性阻抗发生突变、出现开路、短路或者负载阻抗与传输线特性阻抗不匹配等，部分信号就会被反射回来，形成信号反射。

而走线宽度不够、铜皮厚度不足主要影响的是信号传输线的电阻、电容等参数，一般不会直接导致信号反射。信号源功率不足则主要影响信号的强度和传输距离，也不是产生信号反射的原因。

综上所述：答案是D。

拓展：

线路阻抗不连续会在多个方面有所表现，具体如下：

信号反射：这是线路阻抗不连续最典型的表现。当信号在传输线中遇到阻抗变化时，部分信号会被反射回来，与原信号相互干涉，导致信号出现畸变。在时域上，可能会看到信号的上升沿或下降沿出现振铃现象，即信号在稳定到最终值之前出现多次上下波动；在频域上，反射会导致信号的频谱发生变化，出现额外的频率分量。

信号衰减：除了反射，阻抗不连续还可能引起信号的衰减。由于阻抗不匹配，信号的能量不能完全有效地传输到负载端，一部分能量会在阻抗不连续处被反射或转化为其他形式的能量（如热能），从而导致负载端接收到的信号幅度减小。如果阻抗不连续情况较为严重，可能会使信号衰减到无法被正确识别的程度，影响系统的正常工作。

传输延迟变化：线路阻抗不连续会导致信号在传输线上的传播速度发生变化，从而引起传输延迟的改变。不同位置的阻抗不连续可能会使信号在不同段的传输速度不同，使得信号的各个部分到达接收端的时间不一致，造成信号的失真。对于高速数字信号，这种传输延迟的变化可能会导致数据的建立时间和保持时间不满足要求，引起数据传输错误。

电磁干扰增强：阻抗不连续会导致传输线中的电流和电压分布发生改变，从而产生额外的电磁辐射。这些辐射可能会干扰周围的其他电路或设备，同时也可能使传输线更容易受到外部电磁干扰的影响，降低系统的电磁兼容性（EMC）。在严重的情况下，可能会导致整个系统无法正常工作，或者不符合相关的电磁辐射标准。

(6)在C51 中，定义一个不可改变的常量，可以使用哪些关键字修饰（CD）。

A. data

B. volatile

C. code

D. const

解析：

在 C51 中，定义不可改变的常量可以使用const和code关键字修饰。以下是具体介绍：

const关键字：用于定义常量，表明该变量的值在程序运行过程中不能被修改，定义时必须初始化。例如，const int num = 10;定义了一个常量num，其值为10，之后不能再对num进行赋值操作。

code关键字：在 C51 中，code用于指定变量存储在程序存储器（ROM）中，即数据为常量，不可修改。如unsigned char code table[] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f};定义了一个存储在程序存储器中的字符数组table，用于存放数码管显示的段码，程序运行过程中不能修改该数组内容。

选项 A 中data是用于指定变量存储在片内数据存储器中，它不能用于定义不可改变的常量。选项 B 中volatile是用于告知编译器，该变量可能会被意外地改变，例如被中断服务程序或其他线程修改，它也不是用于定义常量的关键字。

综上所述：答案是CD。

(7)描述电容的技术指标有哪些（ABCD）。

A.容量

B.耐压值

C.耐温值

D.ESR

解析：

A.容量：表示电容储存电荷的能力，单位是法拉（F），常用的还有微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等。它是衡量电容最基本的指标，决定了电容在电路中的充电、放电以及滤波等特性。

B.耐压值：指电容能够承受的最大电压值。如果施加在电容两端的电压超过其耐压值，电容可能会被击穿，导致短路或损坏，进而影响整个电路的正常工作。

C.耐温值：电容的性能会随温度变化而有所改变，耐温值表示电容能够正常工作的温度范围。不同类型的电容具有不同的耐温特性，超过其耐温范围，电容的容量、损耗等参数可能会发生明显变化，甚至可能出现电容损坏的情况。

D.ESR（等效串联电阻）：是指电容等效为一个理想电容与一个电阻串联后的电阻值。ESR 会影响电容在高频电路中的性能，导致电容在充放电过程中产生能量损耗，引起发热。ESR 越低，电容的性能通常越好，特别是在高频开关电源等对电容高频特性要求较高的电路中，ESR 是一个重要的指标。

综上所述：答案是ABCD。

(8)放大电路的静态工作点包括（ABCD）。

A.基极电流IB

B.集电极电流Ic

C.基极发射极间电压UBE

D.集电极发射极间电压Uc

解析：

答案是ABCD。

放大电路的静态工作点是指在没有输入信号时，放大电路中晶体管各极的直流电压和直流电流，主要包括以下几个参数：

A.基极电流IB：它是决定晶体管工作状态的重要参数之一，对集电极电流IC有直接影响，通常根据电路的偏置条件来确定。

B.集电极电流IC：与基极电流IB成比例关系（在放大区满足，为晶体管的电流放大系数），其大小直接影响放大电路的性能，如增益、功耗等。

C.基极 - 发射极间电压UBE：对于硅晶体管，正常工作时UBE一般在0.6 - 0.7V左右；对于锗晶体管，UBE通常在0.2 - 0.3V左右。它是保证晶体管发射结正向偏置的电压，其值相对稳定，但会随温度等因素略有变化。

D.集电极 - 发射极间电压UCE：它反映了晶体管集电极和发射极之间的电位差，决定了晶体管的工作区域（放大区、饱和区或截止区），同时也与电路的输出动态范围等性能指标密切相关。

综上所述：答案是ABCD。

(9)一个SPI主机控制多个SPI从机时，若从机的读写极性、相位均相同，SPI从机可以共用主机提供的哪些信号（BCD）。

A. CS

B. MISO

C. MOSI

D. CLK

解析：

答案是BCD。

以下是对各选项的分析：

A. CS（Chip Select，片选信号）:CS 信号用于选中特定的 SPI 从机。在一个 SPI 主机控制多个 SPI 从机的系统中，每个从机都需要一个独立的 CS 信号。当主机要与某个从机进行通信时，会将该从机对应的 CS 信号拉低，以选中该从机，其他从机的 CS 信号保持高电平而处于未选中状态。所以多个从机不能共用 CS 信号。

B. MISO（Master In Slave Out，主机输入从机输出）:MISO 是从机向主机发送数据的信号线。当多个从机的读写极性、相位均相同时，它们可以共用 MISO 线。因为在同一时刻，主机只会选中一个从机进行通信，被选中的从机通过 MISO 线向主机发送数据，其他未选中的从机不会在 MISO 线上发送数据，不会产生信号冲突。

C. MOSI（Master Out Slave In，主机输出从机输入）:MOSI 是主机向从机发送数据的信号线。由于多个从机的读写极性、相位相同，主机可以通过同一条 MOSI 线将数据同时发送给所有从机，但在实际通信中，只有被选中（CS 信号拉低）的从机才会接收并处理这些数据。所以多个从机可以共用 MOSI 线。

D. CLK（时钟信号）:CLK 信号为 SPI 通信提供时钟同步。当多个从机的读写极性、相位均相同时，它们可以共用主机提供的 CLK 信号。CLK 信号用于同步主机和从机之间的数据传输，确保数据在正确的时刻被发送和接收。所有从机都根据这个统一的 CLK 信号来进行数据的读写操作。

综上所述：答案是BCD。

(10)关于单片机系统的看门狗，下列说法中正确是（ABD）。

A.看门狗本质上是一个定时器。

B.启动看门狗以后，需要在程序中喂狗。

C.看门狗可能导致系统复位，应尽量避免使用。

D.可以提高系统的稳定性、可靠性。

解析：

A. 看门狗本质上是一个定时器：看门狗通常是一个定时器，通过设定一定的定时时间来监控系统的运行状态，该选项正确。

B. 启动看门狗以后，需要在程序中喂狗：启动看门狗后，需要在程序中适时地对看门狗进行复位操作，即 “喂狗”，以表明系统正常运行，否则看门狗定时时间到会触发相关动作，该选项正确。

C. 看门狗可能导致系统复位，应尽量避免使用：虽然看门狗可能会导致系统复位，但这是其在系统出现异常时的一种保护机制，有助于使系统恢复到正常状态，而不是尽量避免使用，该选项错误。

D. 可以提高系统的稳定性、可靠性：看门狗能在系统出现故障或程序跑飞等异常情况时，通过复位等操作使系统恢复正常，从而提高系统的稳定性和可靠性，该选项正确。

综上所述：答案是ABD。