2023年大學生電子設計競賽試題

姓名：__________考號：__________題號一二三四五總分評分一、單選題(共10題)1.在數(shù)字信號處理中，以下哪種算法用于實現(xiàn)信號的濾波？()A.快速傅里葉變換（FFT）B.離散傅里葉變換（DFT）C.求和算法D.快速卷積算法2.以下哪個不是嵌入式系統(tǒng)設計的關鍵技術？()A.實時操作系統(tǒng)（RTOS）B.信號處理技術C.人工智能技術D.硬件設計3.在微控制器編程中，以下哪個寄存器用于設置中斷優(yōu)先級？()A.I/O端口寄存器B.中斷控制寄存器C.時鐘控制寄存器D.電源控制寄存器4.在無線通信中，以下哪種技術用于提高數(shù)據(jù)傳輸速率？()A.調頻（FM）B.調幅（AM）C.調制解調（Modem）D.正交頻分復用（OFDM）5.以下哪個不是嵌入式系統(tǒng)中的存儲器類型？()A.RAM（隨機存取存儲器）B.ROM（只讀存儲器）C.EEPROM（電可擦寫可編程只讀存儲器）D.硬盤驅動器（HDD）6.在數(shù)字電路設計中，以下哪種邏輯門可以實現(xiàn)邏輯與功能？()A.與門B.或門C.非門D.異或門7.以下哪個不是嵌入式系統(tǒng)中的傳感器類型？()A.溫度傳感器B.光電傳感器C.陀螺儀D.中央處理器（CPU）8.在嵌入式系統(tǒng)設計中，以下哪種技術用于提高系統(tǒng)的可靠性？()A.實時操作系統(tǒng)（RTOS）B.硬件冗余C.軟件冗余D.以上都是9.在數(shù)字信號處理中，以下哪種技術用于實現(xiàn)信號的時域擴展？()A.卷積B.平移C.濾波D.變換10.以下哪個不是嵌入式系統(tǒng)中的通信接口？()A.UART（通用異步接收/發(fā)送器）B.SPI（串行外設接口）C.I2C（串行通信接口）D.USB（通用串行總線）二、多選題(共5題)11.在嵌入式系統(tǒng)設計中，以下哪些技術可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力？()A.使用低噪聲放大器B.增加接地面積C.采用差分信號傳輸D.使用光隔離器E.增加電源濾波12.在數(shù)字信號處理中，以下哪些操作可以實現(xiàn)信號的時域分析？()A.快速傅里葉變換（FFT）B.離散傅里葉變換（DFT）C.卷積D.平移E.濾波13.以下哪些是微控制器（MCU）的常見應用領域？()A.消費電子產(chǎn)品B.工業(yè)控制C.醫(yī)療設備D.交通控制系統(tǒng)E.智能家居14.在無線通信中，以下哪些技術可以用于提高通信質量？()A.錯誤檢測與糾正編碼B.抗干擾技術C.增強信號功率D.使用多輸入多輸出（MIMO）技術E.增加帶寬15.在嵌入式軟件開發(fā)中，以下哪些是常見的軟件設計模式？()A.單例模式B.觀察者模式C.工廠模式D.狀態(tài)模式E.策略模式三、填空題(共5題)16.在嵌入式系統(tǒng)中，用于存儲程序和數(shù)據(jù)的非易失性存儲器是______。17.在數(shù)字信號處理中，將模擬信號轉換為數(shù)字信號的過程稱為______。18.在嵌入式系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)中斷功能的核心部件是______。19.在無線通信中，為了在有限頻譜資源上傳輸更多的數(shù)據(jù)，通常使用______技術。20.在嵌入式系統(tǒng)設計中，用于簡化電路設計和提高系統(tǒng)可靠性的設計方法是______。四、判斷題(共5題)21.在嵌入式系統(tǒng)中，所有的程序代碼都需要存儲在非易失性存儲器中。()A.正確B.錯誤22.數(shù)字信號處理中的快速傅里葉變換（FFT）只能用于時域信號到頻域信號的轉換。()A.正確B.錯誤23.在嵌入式系統(tǒng)中，實時操作系統(tǒng)（RTOS）總是比通用操作系統(tǒng)（OS）更穩(wěn)定。()A.正確B.錯誤24.所有的微控制器（MCU）都具有并行I/O端口。()A.正確B.錯誤25.在無線通信中，增加信號的功率一定能提高通信質量。()A.正確B.錯誤五、簡單題(共5題)26.請簡述嵌入式系統(tǒng)設計中，如何實現(xiàn)系統(tǒng)的實時性能？27.在數(shù)字信號處理中，什么是小波變換，它有哪些應用？28.嵌入式系統(tǒng)中的電源管理技術有哪些，它們各自的作用是什么？29.簡述無線通信中的調制解調（Modem）的基本原理及其作用。30.嵌入式系統(tǒng)設計中，如何進行系統(tǒng)測試以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性？

2023年大學生電子設計競賽試題一、單選題(共10題)1.【答案】A【解析】快速傅里葉變換（FFT）是一種高效的算法，用于將時域信號轉換為頻域信號，常用于信號濾波。2.【答案】C【解析】人工智能技術雖然可以應用于嵌入式系統(tǒng)，但它不是嵌入式系統(tǒng)設計的關鍵技術。嵌入式系統(tǒng)設計更側重于硬件和軟件的緊密結合。3.【答案】B【解析】中斷控制寄存器用于設置中斷的使能和優(yōu)先級，是微控制器編程中處理中斷的重要寄存器。4.【答案】D【解析】正交頻分復用（OFDM）是一種多載波調制技術，可以提高無線通信的數(shù)據(jù)傳輸速率。5.【答案】D【解析】硬盤驅動器（HDD）是一種外部存儲設備，不屬于嵌入式系統(tǒng)中的存儲器類型。嵌入式系統(tǒng)通常使用內(nèi)部存儲器如RAM和ROM。6.【答案】A【解析】與門（ANDgate）在所有輸入都為高電平時輸出高電平，符合邏輯與的功能。7.【答案】D【解析】中央處理器（CPU）是嵌入式系統(tǒng)的核心部件，而不是傳感器。傳感器用于檢測環(huán)境中的物理量。8.【答案】D【解析】提高嵌入式系統(tǒng)可靠性的方法包括硬件冗余、軟件冗余以及使用實時操作系統(tǒng)（RTOS）。9.【答案】B【解析】信號的時域擴展可以通過平移操作實現(xiàn)，即將信號沿時間軸移動一定距離。10.【答案】D【解析】USB（通用串行總線）是一種廣泛應用于個人電腦和外部設備的接口，不屬于嵌入式系統(tǒng)中的通信接口。二、多選題(共5題)11.【答案】ABCDE【解析】嵌入式系統(tǒng)中的抗干擾能力可以通過多種技術來提高，包括使用低噪聲放大器、增加接地面積、差分信號傳輸、使用光隔離器和電源濾波等。12.【答案】ABC【解析】時域分析通常包括信號的時域展開、卷積、平移等操作。FFT和DFT雖然主要用于頻域分析，但它們也可以用于時域分析，特別是通過逆變換將頻域信號轉換回時域。13.【答案】ABCDE【解析】微控制器（MCU）因其低成本和可靠性，被廣泛應用于消費電子產(chǎn)品、工業(yè)控制、醫(yī)療設備、交通控制系統(tǒng)和智能家居等多個領域。14.【答案】ABCDE【解析】提高無線通信質量的措施包括錯誤檢測與糾正編碼、抗干擾技術、增強信號功率、使用多輸入多輸出（MIMO）技術和增加帶寬等。15.【答案】ABCDE【解析】嵌入式軟件開發(fā)中，為了提高代碼的可維護性和可擴展性，經(jīng)常采用各種軟件設計模式，如單例模式、觀察者模式、工廠模式、狀態(tài)模式和策略模式等。三、填空題(共5題)16.【答案】ROM【解析】ROM（只讀存儲器）是用于存儲程序和數(shù)據(jù)的非易失性存儲器，即使在斷電后，存儲的內(nèi)容也不會丟失。17.【答案】模數(shù)轉換【解析】模數(shù)轉換（Analog-to-DigitalConversion，簡稱ADC）是將模擬信號轉換為數(shù)字信號的過程，是數(shù)字信號處理的重要基礎。18.【答案】中斷控制器【解析】中斷控制器（InterruptController）是嵌入式系統(tǒng)中處理中斷請求的核心部件，它能夠響應和處理來自各種外設的中斷請求。19.【答案】多址技術【解析】多址技術（MultipleAccessTechnology）允許多個用戶或信號共享同一通信信道，是提高無線通信頻譜效率的關鍵技術。20.【答案】模塊化設計【解析】模塊化設計是將系統(tǒng)分解成多個相互獨立且功能單一的模塊，有助于簡化電路設計，提高系統(tǒng)的可靠性和可維護性。四、判斷題(共5題)21.【答案】錯誤【解析】在嵌入式系統(tǒng)中，程序代碼通常存儲在非易失性存儲器中，但并不是所有代碼都需要，例如運行中的程序可以存儲在易失性存儲器RAM中。22.【答案】錯誤【解析】FFT不僅用于時域到頻域的轉換，還可以用于頻域到時域的逆變換，以及進行信號濾波等操作。23.【答案】正確【解析】RTOS設計用于對時間敏感的應用，具有高優(yōu)先級任務調度和實時響應能力，因此通常比通用操作系統(tǒng)更穩(wěn)定。24.【答案】錯誤【解析】并非所有的MCU都具有并行I/O端口，有些MCU可能只提供串行I/O端口或特定的通信接口。25.【答案】錯誤【解析】雖然增加信號功率可以增強信號強度，但同時也可能增加噪聲和干擾，通信質量并不一定因此提高。五、簡答題(共5題)26.【答案】嵌入式系統(tǒng)設計實現(xiàn)實時性能的方法包括：【解析】1.選擇合適的實時操作系統(tǒng)（RTOS），確保任務能夠按時完成；

2.優(yōu)化代碼，減少任務執(zhí)行時間；

3.使用中斷處理緊急任務，保證關鍵任務能夠快速響應；

4.采取硬件措施，如使用高速存儲器和專用硬件加速器。27.【答案】小波變換是一種時頻分析工具，它結合了傅里葉變換的頻域分析和短時傅里葉變換的時域分析特點?！窘馕觥啃〔ㄗ儞Q通過小波函數(shù)對信號進行多尺度分解，可以同時提供信號的頻率和時域信息。它的應用包括：信號去噪、信號壓縮、圖像處理、生物信號分析等。28.【答案】嵌入式系統(tǒng)中的電源管理技術包括：【解析】1.電壓調節(jié)技術：通過調節(jié)電壓來降低功耗；

2.時鐘管理技術：通過調整系統(tǒng)時鐘頻率來降低功耗；

3.功耗監(jiān)測技術：實時監(jiān)測功耗，以便采取相應的管理措施；

4.睡眠模式技術：當系統(tǒng)不執(zhí)行任務時，降低功耗到最低。29.【答案】調制解調（Modem）的基本原理是將數(shù)字信號轉換為模擬信號進行傳輸，再將接收到的模擬信號轉換回數(shù)字信號?！窘馕觥縈odem的作用包括：

1.在發(fā)送端，將計算機或其他數(shù)字設備產(chǎn)生的數(shù)字信號轉換為適合在電話線等模擬信道上傳輸?shù)哪M信號；

2.在接收端