电子设计基础与创新实践教程- 习题及答案汇 何翔 ch08-11 数模混合电路设计虚拟仿真实验-STM32单片机的使用

第8章数模混合电路设计虚拟仿真实验一、填空题1.数模混合电路虚拟仿真实验项目包括_____________、_____________、_____________、_____________四个模块。2.数模混合电路设计虚拟仿真实验采用的软件是用___________开发的虚拟仿真教学与实训软件。该软件集成了仿真等一系列真实数模混合电路设计的基本功能。参考答案：1.软件介绍、设备认知、仿真实训、综合运用；2.Excel。二、简答题1.数字信号模拟是指？参考答案：数字信号模拟是指基于松弛算法的由事件驱动的一种仿真模拟方式。2.混合信号模拟是指？参考答案：以特定的组合方式处理电路中的模拟数字信号的仿真过程。3.混合信号集成电路和数字电路分别指什么？参考答案：混合信号集成电路包括数字和模拟两部分，其中模拟电路一般全定制设计，采用自底向上的设计流程，进行全定制版图设计、验证、仿真;数字电路一般采用自顶向下的设计流程，进行寄存器传输级描述、寄存器传输级仿真、测试、综合、门级仿真。4.什么是数模混合仿真？参考答案：数字模块+模拟电路混合仿真。数字模块一般是verilog形式，模拟电路可以是schematic/verilog-A/calibre。不能用常规方法仿真，涉及到数字和模拟接口处电源电压以及翻转电压的定义。多数采用AMS形式进行仿真，验证方便，图形界面更加清晰。5.为什么学习数模混合仿真？参考答案：目前绝大多数系统都是数模混合系统，比如接收机，发射机，锁相环，ADC以及DAC等等。数模混合仿真的优势在于，不需要数字模块先进行数字后端再仿真，大大提高了仿真效率。由于数字模块只是周期性的电平翻转，所以可以直接用functional格式进行数模混合仿真，但是要定义好与模拟电路的接口。第9章基于树莓派的图形化在线编程一、填空题1.在线编程界面的功能区域划分：左侧为________，里面存放着各种________包括摄像头拍照的图像预览、版本信息、更多功能（合成视频、控件控制、采集数据、模拟训练、机器学习等）、运行、停止等按钮；右侧为_________、_________、_________等按钮。2.字符串是________中常见的数据类型，我们用''或""来创建字符串。可以在双引号包裹的字符串中使用单引号，或者在单引号包裹的字符串中使用双引号。3.集合是一种____________的容器，可以动态地加入新的元素或者删除元素。4.GPIO口，可以用于输入，也可以用于输出，或者用于输入/输出，有的引脚可以实现______功能。RaspberryPi4ModelB引脚可承受的电压为3.3V，超过这个电压会损坏树莓派。5.Sensehat是一个________扩展板，它有1个8×8的RGBLED矩阵屏、1个遥控杆，还集成有陀螺仪（±245/500/2000°/s）、加速计（±-2/4/8/16g）、磁传感器（±4/8/12/16Oe）、温度传感器（0～65℃）、相对湿度传感器、气压计（26kPa～126kPa）等传感器。参考答案：1.积木块区、设备认知编程积木、上传文件、分享代码、代码库；2.Python；3.无序不重复元素；4.PWM；5.树莓派。二、简答题1.树莓派是指？参考答案：树莓派（RaspberryPi）是由树莓派基金会开发的一种基于Linux系统的微型计算机，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100Mbit/s以太网接口（A型没有网口），可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和高清视频输出接口HDMI等，以上部件被全部整合在一张比信用卡稍大的主板上，具备所有个人计算机的基本功能，只需连接电视机或者显示屏及鼠标、键盘，就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。2.开启在线编程平台的两种方式分别是什么？参考答案：第一种方式：在树莓派的接口上接上鼠标、键盘、存储卡、显示器，然后开机进入自带的Linux操作系统，连接互联网，用浏览器打开古德微机器人网站，进入在线编程平台。第二种方式：不需给树莓派外接鼠标、键盘、显示器，直接开启树莓派，用个人计算机或移动设备开启谷歌浏览器并输入网址，进入在线编程平台，通过互联网在线控制树莓派，要保证个人计算机或移动设备与树莓派在同一个局域网中。输入账号、密码即可进入在线编程平台的欢迎界面。单击“设备控制”，即进入在线编程平台的编程界面。单击“连接设备”，会在右侧出现5个绿色“√”，说明设备连接成功。图9-1-8所示为在线编程界面的功能区域划分：左侧为积木块区，里面存放着各种编程积木；上方为功能区，包括摄像头拍照的图像预览、版本信息、更多功能（合成视频、控件控制、采集数据、模拟训练、机器学习等）、运行、停止等按钮；右侧为上传文件、分享代码、代码库等按钮。图9-1-8在线编程界面的功能区域划分3．如何编程？参考答案：从左侧积木块区找到相应的积木块，按鼠标左键拖至中间编程区进行组合即可。4．如何复制积木？参考答案：选中要复制的积木，右击，选择“复制”，或者先按Ctrl+C键，再按Ctrl+V键。5.如何删除积木？参考答案：有以下四种方式可以删除积木。选中要删除的积木块，右击，选择“删除X块”。选中要删除的积木块，按Delete键。选中要删除的积木块，拖至右下方“垃圾桶”。选中要删除的积木块，拖至界面左边后松开鼠标左键。如果要删除全部积木，右击编程区空白处，选择“删除X块”即可。6.如何撤销？参考答案：右击编程区空白处，选择“撤销”或者按Ctrl+Z键。7.如何折叠积木？参考答案：选中要折叠的积木块，右击，选择“折叠块”；如果要折叠全部积木，右击编程区空白处，选择“折叠块”。8.如何展开积木？参考答案：选中要展开的积木块，右击，选择“展开块”；如果要展开全部积木，右击编程区空白处，选择“展开块”。9.如何整理积木？参考答案：右击编程区空白处，选择“整理块”，则积木块按从上到下的顺序排列整齐。10.如何禁用积木？参考答案：选中要禁用的积木块，右击，选择“禁用块”。11.如何启用积木？参考答案：选中要启用的积木块，右击，选择“启用块”。12.如何保存代码？参考答案：单击功能区“保存”，弹出对话框，输入保存的文件名即可。13.如何代码运行？参考答案：单击功能区“运行”。14.如何代码停止运行？参考答案：单击功能区“停止运行”。15.如何分享代码？参考答案：单击右侧“分享代码”，弹出对话框，输入账号即可。16.如何代码库？参考答案：包含储存的代码、分享的代码、被分享的代码等，可以在该界面搜索代码、给代码重新命名、删除代码、下载代码（文本格式）等，如图9-1-9所示。代码储存在服务器上，即使树莓派断电，程序也不会丢失。图9-1-9代码库第10章51单片机的使用一、填空题1.STC89xx系列单片机是宏晶科技推出的新一代_______、_______、_______的8位单片机，其指令系统与传统8051单片机完全兼容。2.STC89xx系列单片机的程序存储器和______是各自独立编址的。3.特殊功能寄存器（SFR）是用来对单片机各功能模块进行_______、_______、_______的控制寄存器和状态寄存器，4.数据类型决定了数据在内存_______及_________。5.头文件是一种_______、______的载体文件，主要用于保存程序的声明，是用户应用程序和函数库之间的桥梁和纽带，在单片机C51程序中被大量使用。参考答案：1.高速、低功耗、超强抗干扰；2.数据存储器；3.管理、控制、监视；4.占据的空间大小、占据的空间大小；5.包含功能函数、数据接口声明。二、简答题1.数组是指？参考答案：数组（Array）是按顺序存储的一系列类型相同的值。2.宏定义是什么？参考答案：#define称为宏定义命令，它是C语言预处理命令的一种。所谓宏定义，就是用一个标识符来表示一个字符串，如果在后面的代码中出现了该标识符，就全部替换成指定的字符串。3.指针是什么？参考答案：指针（Pointer）是一个值为内存地址的变量，用来储存指向变量的内存地址，4.数组指针是什么？参考答案：一个数组包含若干元素，每个数组元素在内存中占用存储单元，它们都有相应的地址，指针变量也可以指向数组和数组元素。所谓数组的指针，是指数组的起始地址，数组元素的指针是指数组元素的地址。5.函数参数指什么？参考答案：在C语言中，函数的参数不仅可以是整数、小数、字符等具体的数据，还可以是指向它们的指针。用指针变量作函数的参数可以将函数外部的地址传递到函数内部，使得在函数内部可以操作函数外部的数据，并且这些数据不会随着函数的结束而被销毁。6.枚举指什么？参考答案：枚举（Enum）是C语言中的一种数据类型，目的是提高程序的可读性，可通过关键字enum创建并指定它可具有的值。7.Keil4软件指什么？参考答案Keil4软件是一款51系列单片机软件开发系统，通过一个集成开发环境（μVision）集合了C编译器、宏汇编器、链接器、库管理和仿真调试器等，易于上手。8.程序下载软件STC_ISP如何使用？参考答案：STC_ISP软件是宏晶科技提供的程序下载烧录软件，打开该软件。选择单片机型号及开发板连接个人计算机的串口号（第一次连接开发板会提示驱动安装，安装成功会自动选择，也可在Windows系统的“设备管理器”中的“端口”选项卡中找到），单击“打开程序文件”按钮，选择编译好的.hex文件，关掉开发板电源，单击“下载/编程”按钮，开发板接通电源，等待下载完成。9.中断的概念。参考答案：中断指CPU在执行程序过程中，遇到计算机内部或者外部突发紧急事件的请求，CPU暂停当前程序的执行，转而去处理这个中断请求，处理完毕返回到原来中断的位置继续执行的过程。中断过程通常分为中断请求、中断响应、中断执行、中断返回四个步骤。引起中断的原因和发出中断请求的来源称为中断源。单片机通常有多个中断源，中断源的优先级可以设置，当有多个中断源同时向CPU发出中断请求时，CPU总是先响应优先级别最高的中断请求。10.写出定时/计数器的应用编程步骤。参考答案：①通过TMOD寄存器设置定时/计数器的工作模式，是否选择GATE位控制等；②计算计数初值，并装入TLx和THx；③设置中断允许位ETx、EA，打开定时/计数器中断；④通过TCON寄存器的TRx位启动定时/计数器。第11章STM32单片机的使用一、填空题1.STM32F103是____位嵌入式系统囚，内核是ARM公司的_______。2.STM32的所有端口都有外部中断能力。当使用外部中断线时，相应的引脚必须配置成______。3.STM32具有单独的位设置或位清除能力。这是通过__________和__________寄存器来实现的。4.STM32芯片内部集成的________位ADC是一种逐次逼近(比较)型模拟数字转换器，具有__________，可测量16个外部和2个内部信号源。5.STM32的NVIC管理着包括Cortex-M3核异常等中断，其和ARM处理器核的接口紧密相连，可以实现______的中断处理，并有效地处理_______。6.STM32通用定时器TIM的16位计数器可以采用三种方式工作，分别为_______模式、________模式和__________模式。7.当STM32的I/O端口配置为输入时，__________被禁止，___________被激活。根据输入配置(上拉，下拉或浮动)的不同，该引脚的弱上拉和下拉电阻_________被连接。出现在I/O脚上的数据在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器，对_______的读访问可得到I/O状态。8.STM32的所有端口都有外部中断能力。当使用___________时，相应的引脚必须配置成______。9.ST公司还提供了完善的通用IO接口库函数，其位于___________，对应的头文件为_______________。10，为了优化不同引脚封装的外设数目，可以把一些________重新映射到其他引脚上。这时，复用功能不再映射到____________。在程序上，是通过设置________________来实现引脚的重新映射。11.STM32的_________为通用同步异步收发器，其可以与使用工业标准_______异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。12.STM32的USART可以利用___________发生器提供宽范围的波特率选择。13.智能卡是一个_______通信协议，STM32的智能卡功能可以通过设置USART_CR3寄存器的___位来选择。14.STM32提供了CAN总线结构，这是一种__________CAN(BasicExtendedCAN)，也就是______。参考答案：1.32、Cortex-M3；2.输入模式；3.GPIOx->BSRR_、GPIOx->BRR_；4.12位、18个通道；5.时延、后到中断；6.向上计数、向下计数、向上下计数；7.输出缓冲器、施密特触发输入、施密特触发输入、输入数据寄存器；8.外部中断线、输入模式；9.stm32f10x_gpio.c、stm32f10x_gpio.h；10.复用功能、它们原始分配的引脚上、复用重映射和调试I/O配置寄存器(AFIOMAPR)；11.USART、NRZ；12.分数波特率；13.单线半双工、SCEN；14.基本扩展、bxCAN。二、简答题1.简述基于ARMCortex-M3的STM32芯片特点。参考答案：ST公司的STM32系列芯片采用了ARMCortex-M3内核，其分为两个系列。STM32F101系列为标准型，运行频率为36MHz；STM32F103系列为标准型，运行频率为72MHz。STM32全系列芯片都具有引脚到引脚-一对应的特点，并且相同封装的内部资源均相同，这就给用户升级带来很大方便。2.简述STM32最小硬件开发系统的组成及其各部分的作用。参考答案：1.主芯片:采用STM32系列，为整个开发系统的核心