2026年电子工程专业课程设计练习题及解答参考

2026年电子工程专业课程设计练习题及解答参考一、选择题（每题2分，共20题）说明：本部分题目侧重于集成电路设计、嵌入式系统及通信领域的行业热点技术，结合中国半导体产业发展现状。1.在CMOS电路设计中，以下哪项技术能有效降低静态功耗？A.闩锁效应抑制技术B.电源门控技术C.电压频率调制技术D.跨导线性电路设计2.STM32系列MCU中，哪款芯片适用于低功耗物联网应用场景？A.STM32F4系列B.STM32L0系列C.STM32F7系列D.STM32H7系列3.5G通信系统中，以下哪种技术主要用于解决大规模设备连接的需求？A.波束赋形技术B.超密集组网技术C.边缘计算技术D.MIMO技术4.在FPGA设计中，以下哪项工具常用于逻辑综合优化？A.VivadoB.QuartusPrimeC.ModelSimD.XilinxISIM5.以下哪种电源管理IC（PMIC）适用于高效率、多路输出的移动设备？A.LTC3588B.TPS65218C.MAX14785D.AP2112K6.在射频电路设计中，以下哪项参数描述了信号传输的损耗？A.驻波比B.回波损耗C.插入损耗D.耦合系数7.以下哪种通信协议适用于工业物联网（IIoT）场景？A.Wi-Fi6B.LoRaWANC.Zigbee3.0D.Bluetooth5.28.在嵌入式系统设计中，以下哪种存储器类型常用于缓存？A.RAM（SRAM）B.FlashC.EEPROMD.DRAM9.以下哪种技术可用于提高ADC的信噪比（SNR）？A.过采样技术B.脉冲编码调制（PCM）C.Delta-Sigma调制D.量化噪声整形10.在PCB设计中，以下哪种布线规则适用于高速信号传输？A.紧凑布局B.90度拐角布线C.立体交叉布线D.短路径优先布线二、填空题（每空1分，共10空）说明：本部分题目涉及嵌入式系统开发、信号处理及电源管理领域的核心概念。1.在ARM处理器架构中，______指令集主要用于低功耗应用场景。2.设计5G基站时，______技术可有效提升频谱利用率。3.FPGA中的______单元负责将硬件描述语言（HDL）代码转换为逻辑电路。4.在电源电路中，______用于稳定输出电压，防止纹波干扰。5.嵌入式系统中的______存储器通常用于存储程序代码。6.RF电路中的______指标表示信号传输的完整性。7.工业控制系统中，______协议常用于设备间的实时数据传输。8.ADC的______指标反映了其分辨率能力。9.PCB设计中，______技术可减少信号反射和串扰。10.在电源管理IC中，______用于动态调整供电电压以节省功耗。三、简答题（每题5分，共4题）说明：本部分题目侧重于实际工程应用中的设计挑战与解决方案。1.简述STM32L4系列MCU的低功耗设计策略，并举例说明其应用场景。2.解释5G通信系统中波束赋形技术的原理及其优势。3.在FPGA设计中，如何优化时钟分配网络以减少时钟偏移？4.设计一个简单的电源管理电路，要求输入电压为12V，输出电压为5V，电流为2A，并说明关键元器件的选择依据。四、设计题（每题15分，共2题）说明：本部分题目结合中国半导体产业政策及市场需求，要求设计完整方案并分析可行性。1.设计一个基于STM32H7系列的智能家居控制节点，要求支持Wi-Fi连接、红外遥控及温度湿度监测，并说明硬件选型和软件架构设计思路。2.设计一个低功耗射频收发模块，用于北斗卫星导航系统的数据传输，要求传输距离不低于50km，并分析其抗干扰能力和功耗优化方案。参考答案及解析一、选择题答案1.B2.B3.B4.A5.B6.C7.B8.A9.C10.D解析：1.电源门控技术通过控制晶体管开关状态降低静态功耗，适合移动设备。3.超密集组网技术通过增加基站密度提升连接容量，适用于大规模设备场景。4.Vivado是Xilinx的FPGA开发工具，支持逻辑综合优化。7.LoRaWAN适合低功耗远距离通信，常用于工业物联网。二、填空题答案1.ARMCortex-M2.超密集组网3.逻辑综合器4.稳压器（LDO/DC-DC）5.Flash6.回波损耗7.Modbus8.分辨率9.立体交叉布线10.动态电压调节（DVFS）解析：5.Flash非易失性存储器用于存储固件。9.立体交叉布线可减少信号延迟和串扰，适合高速电路。三、简答题答案1.STM32L4的低功耗策略：-使用低频时钟（LSE/LSI）-动态电压调节（DVFS）-深度睡眠/停止模式应用场景：可穿戴设备、电池供电传感器。2.波束赋形技术原理：通过调整天线阵列的相位和幅度，将信号能量聚焦于特定方向，提高覆盖范围和抗干扰能力。3.时钟分配网络优化：-使用全局时钟缓冲器（BUFG）-避免长路径传输-采用差分时钟结构4.电源管理电路设计：-使用TPS65218PMIC（支持5V输出）-输入电容选择100μF（纹波抑制）-效率高于90%（满足高功率需求）四、设计题答案1.智能家居控制节点设计：-硬件：STM32H743（双核）、ESP8266（Wi-Fi模块）、DHT11（温湿度传感器）、红外接收发射模块。-软件：FreeRTOS实时操作系统、MQTT协议通信、低功耗中断唤醒机