2025年電子工程實踐題庫及答案一、基礎電路分析與測量1.題目：如圖1所示電路（文字描述：12V電壓源串聯(lián)2Ω電阻，并聯(lián)一個由3Ω和6Ω電阻串聯(lián)的支路，再并聯(lián)一個4Ω電阻直接接電壓源負極），試用基爾霍夫定律求各支路電流。解答：設各支路電流分別為I?（2Ω支路）、I?（3Ω+6Ω支路）、I?（4Ω支路），方向均從正極流向負極。根據(jù)KCL，I?=I?+I?。根據(jù)KVL，對2Ω與3Ω+6Ω組成的回路：12=2I?+9I?；對2Ω與4Ω組成的回路：12=2I?+4I?。聯(lián)立方程：由KCL得I?=I?-I?，代入第二個KVL方程得12=2I?+4(I?-I?)=6I?-4I?。第一個KVL方程為12=2I?+9I?。解方程組：將第一個方程乘以3得36=6I?+27I?，減去第二個方程36-12=(6I?+27I?)-(6I?-4I?)，得24=31I?，故I?=24/31≈0.774A；代入第一個方程得12=2I?+9×(24/31)，解得I?=(12-216/31)/2=(372-216)/62=156/62≈2.516A；I?=I?-I?≈2.516-0.774≈1.742A。2.題目：電路中某含源二端網(wǎng)絡的開路電壓為20V，短路電流為5A，若接一個6Ω的負載電阻，求負載電流及負載消耗的功率。解答：根據(jù)戴維南定理，該二端網(wǎng)絡等效為Uoc=20V的電壓源串聯(lián)內阻R0。由短路電流Isc=Uoc/R0=5A，得R0=20/5=4Ω。接6Ω負載時，總電阻R=R0+RL=4+6=10Ω，負載電流IL=Uoc/R=20/10=2A；負載功率P=IL2×RL=22×6=24W。3.題目：如圖2所示RC電路（文字描述：10V電壓源串聯(lián)10kΩ電阻和100μF電容，初始時電容電壓為0），求開關閉合后電容電壓上升到5V所需時間及此時的充電電流。解答：RC電路充電時，電容電壓uC(t)=U(1-e^(-t/τ))，其中τ=RC=10kΩ×100μF=10×103×100×10^-6=1s，U=10V。當uC=5V時，5=10(1-e^(-t/1))，解得e^(-t)=0.5，t=ln2≈0.693s。此時充電電流i(t)=(U/R)e^(-t/τ)=(10/10×103)×0.5=0.5mA。二、模擬電子技術實踐4.題目：設計一個反相比例運算電路，要求電壓放大倍數(shù)Av=-10，輸入電阻Ri≥10kΩ，運放采用μA741，畫出電路圖并計算各電阻參數(shù)。解答：反相比例電路中，Av=-Rf/R1，Ri=R1≥10kΩ。取R1=10kΩ，則Rf=|Av|×R1=10×10kΩ=100kΩ。為平衡輸入偏置電流，補償電阻Rp=R1∥Rf=10kΩ∥100kΩ≈9.09kΩ，取標稱值9.1kΩ。電路圖：運放反相輸入端接R1到輸入信號，Rf跨接反相輸入與輸出端，同相輸入端通過Rp接地，輸出端接負載。5.題目：某共射極放大電路（NPN型三極管，β=100，UBE=0.7V）的直流通路中，VCC=12V，Rb=300kΩ，Rc=3kΩ，求靜態(tài)工作點Q（IBQ、ICQ、UCEQ）。解答：靜態(tài)時，IBQ=(VCC-UBE)/Rb=(12-0.7)/300kΩ≈11.3/300≈0.0377mA；ICQ=βIBQ=100×0.0377≈3.77mA；UCEQ=VCC-ICQ×Rc=12-3.77×3≈12-11.31=0.69V（接近飽和區(qū)，需調整Rb增大以提高UCEQ）。6.題目：調試共射極放大電路時，輸入正弦信號后輸出波形出現(xiàn)頂部失真，分析原因并提出解決方法。解答：頂部失真是截止失真，因靜態(tài)工作點Q過低，當輸入信號負半周時，三極管進入截止區(qū)。解決方法：減小基極偏置電阻Rb，增大IBQ，使Q點上移，遠離截止區(qū)。三、數(shù)字電子技術實踐7.題目：用74LS138（3線-8線譯碼器）和與非門設計一個三人表決電路（A、B、C三人，多數(shù)同意則輸出Y=1）。解答：三人表決邏輯表達式為Y=ABC’+AB’C+A’BC+ABC=Σm(3,5,6,7)。74LS138的輸出為低電平有效（Y’=m’），因此Y=(Y3’·Y5’·Y6’·Y7’)’。將A、B、C接譯碼器的A2、A1、A0（A為最高位），則Y3對應A’B’C（m3），Y5對應A’BC’（m5？需核對74LS138真值表：A2A1A0=000時Y0’=0，故A2=A，A1=B，A0=C時，m3對應A=0,B=1,C=1（A2A1A0=011），即Y3’對應m3’。正確表達式應為Y=Σm(3,5,6,7)對應譯碼器輸出Y3’、Y5’、Y6’、Y7’，因此Y=(Y3’·Y5’·Y6’·Y7’)’，用與非門實現(xiàn)。8.題目：用74LS160（同步十進制計數(shù)器）設計一個模12計數(shù)器，要求采用反饋清零法，畫出狀態(tài)轉換圖和連線圖。解答：74LS160為同步預置、異步清零（需確認：實際74LS160是同步預置，異步清零？需核實：74LS160是十進制計數(shù)器，清零端CR’為異步（低電平立即清零）。模12計數(shù)器需在狀態(tài)11（1011）時產(chǎn)生清零信號。狀態(tài)從0000到1011，當Q3Q2Q1Q0=1011時，CR’=Q3·Q1·Q0=1·1·1=1（需反相？因CR’低電平有效，故應取Q3Q2Q1Q0=1011時，通過與非門輸出CR’=0。正確連接：將Q3、Q1、Q0（1011的第3、1、0位為1，Q2=0）通過與非門接CR’，當計數(shù)到1011時，與非門輸入1,0,1,1（Q3=1,Q2=0,Q1=1,Q0=1），輸出0，使CR’=0，計數(shù)器清零，下一時鐘回到0000。狀態(tài)轉換圖：0→1→…→11→0。四、單片機原理與接口技術9.題目：基于8051單片機，使用P1口控制8個LED（共陽極），要求實現(xiàn)流水燈效果（從左到右依次點亮，每個燈亮0.5秒），晶振頻率11.0592MHz，編寫C語言程序并說明定時器0的配置。解答：共陽極LED需P1口輸出低電平點亮。定時器0工作在方式1（16位定時），定時時間50ms（需循環(huán)10次得到0.5秒）。晶振周期T=1/11.0592MHz≈90.5ns，機器周期=12×T≈1.085μs。50ms定時需計數(shù)次數(shù)N=50ms/1.085μs≈46080次，初值TH0=(65536-46080)/256=195（0xC3），TL0=(65536-46080)%256=192（0xC0）。程序如下：```cinclude<reg51.h>sbitLED=P1^0;//實際8位需循環(huán)unsignedcharcount=0;voidTimer0_Init(){TMOD=0x01;//方式1，定時器0TH0=0xC3;//50ms初值TL0=0xC0;ET0=1;//使能定時器中斷EA=1;//總中斷使能TR0=1;//啟動定時器}voidmain(){unsignedcharled_val=0x7F;//共陽極，初始最右燈亮（0x7F=01111111）Timer0_Init();while(1){if(count>=10){//10×50ms=0.5scount=0;led_val=(led_val<<1)|0x01;//左移一位，最低位補1（共陽極）if(led_val==0xFF)led_val=0x7F;//循環(huán)P1=led_val;}}}voidTimer0_ISR()interrupt1{TH0=0xC3;//重裝初值TL0=0xC0;count++;}```10.題目：使用ADC0809采集0-5V模擬電壓，通過8051單片機的P3.2引腳控制啟動轉換（ALE與START短接），EOC接P3.3，轉換完成后讀取數(shù)據(jù)并通過串口（波特率9600）發(fā)送到PC，編寫關鍵步驟。解答：步驟：（1）初始化串口：SCON=0x50（方式1，允許接收），PCON=0x00（波特率不倍增），定時器1方式2（自動重裝），初值TH1=TL1=0xFD（9600波特率，11.0592MHz晶振），TR1=1。（2）啟動轉換：P3.2輸出正脈沖（ALE=START，上升沿鎖存通道，下降沿啟動轉換）。（3）檢測EOC：P3.3=0表示轉換中，P3.3=1表示完成。（4）讀取數(shù)據(jù)：P0口讀取AD轉換結果（D7-D0）。（5）串口發(fā)送：SBUF=P0，等待TI=1后清零。五、傳感器與檢測技術11.題目：基于DS18B20單總線溫度傳感器，簡述讀取溫度值的操作流程，并寫出初始化時序的關鍵步驟。解答：操作流程：（1）初始化：主機發(fā)送復位脈沖（拉低總線≥480μs，釋放總線等待15-60μs，檢測從機應答脈沖（拉低60-240μs））。（2）發(fā)送ROM命令（如跳過ROM匹配0xCC）。（3）發(fā)送功能命令（如啟動溫度轉換0x44）。（4）等待轉換完成（可通過讀取總線狀態(tài)判斷）。（5）再次初始化，發(fā)送讀暫存器命令0xBE。（6）讀取9字節(jié)數(shù)據(jù)（前兩字節(jié)為溫度值，LSB和MSB）。初始化時序關鍵步驟：主機拉低總線≥480μs，釋放后等待15-60μs，DS18B20在15-60μs內拉低總線60-240μs作為應答。12.題目：設計一個基于光敏電阻的光照強度檢測電路，要求輸出電壓與光照強度成正比，畫出電路并分析工作原理。解答：電路：5V電源串聯(lián)光敏電阻RG和固定電阻R到地，輸出電壓取自RG與R的中點（VOUT=5V×R/(RG+R)）。因光敏電阻阻值隨光照增強而減小，當光照增強時RG↓，VOUT=5V×R/(RG+R)↑，即輸出電壓與光照強度成正比。需選擇R的阻值與RG的暗阻（無光照時阻值）匹配，使VOUT在光照變化范圍內線性良好。六、PCB設計與制作13.題目：設計一個5V穩(wěn)壓電源的PCB（輸入12V，使用LM7805），簡述原理圖設計、布局布線的關鍵步驟及注意事項。解答：原理圖設計：（1）輸入部分：12V電源接保險絲（F1）、濾波電容C1（100μF/25V電解電容）。（2）穩(wěn)壓部分：LM7805輸入腳接C1，接地腳接地，輸出腳接濾波電容C2（100μF/16V電解電容）和C3（0.1μF瓷片電容）。（3）輸出部分：接負載，標注5V輸出。布局關鍵：（1）輸入濾波電容C1靠近LM7805輸入腳，減小高頻噪聲。（2）LM7805散熱片需留出空間，必要時加散熱孔。（3）輸出電容C2、C3靠近輸出腳，減少輸出紋波。布線關鍵：（1）輸入/輸出大電流線寬≥1mm（根據(jù)電流計算：LM7805最大輸出1A，線寬1mm可承受約1A）。（2）接地層采用大面積鋪銅，減小接地阻抗。（3）避免信號線與電源線平行走線，減少干擾。（4）LM7805的輸入、輸出、接地腳的走線盡量短粗，降低壓降。七、綜合實踐題14.題目：設計一個基于STC89C52的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，要求實時顯示溫濕度（使用DHT11），超過閾值（溫度>30℃，濕度>70%）時蜂鳴器報警，畫出系統(tǒng)框圖并說明軟件流程。解答：系統(tǒng)框圖：單片機（STC89C52）→DHT11溫濕度傳感器（單總線接口）→LCD1602顯示→蜂鳴器（接I/O口，通過三極管驅動）→電源模塊（5V）。軟件流程：（1）初始化：LCD1602、DHT11、定時器（用于延時）。（2）讀取DHT11數(shù)據(jù)：發(fā)送起始信號，等待響應，讀取40位數(shù)