硬件、嵌入式工程師筆面試

1、筆面試題1、技術(shù)類（1）描述一下你的項(xiàng)目（2）單片機(jī)I/O口需要注意的問題驅(qū)動(dòng)能力不強(qiáng)，高電平驅(qū)動(dòng)時(shí)需要加上拉電阻；電平匹配，上拉或分組。51單片機(jī)的P0口常用作數(shù)據(jù)線和低8位地址線、P2常用作高8位地址線。（3）單片機(jī)不能啟動(dòng)的原因1）晶振沒有振蕩，測量晶振是否起振；2）一直在復(fù)位狀態(tài)，檢查復(fù)位電路；3）程序飛了，檢查程序；4）程序編制錯(cuò)誤，檢查程序；5）單片機(jī)壞了，更換單片機(jī)芯片；6）硬件電路錯(cuò)誤。（4）單片機(jī)最小系統(tǒng)1）復(fù)位電路: 當(dāng)引腳9出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)，單片機(jī)復(fù)位，程序從頭開始運(yùn)行。2)時(shí)鐘電路：有振蕩器電路產(chǎn)生頻率等于晶振頻率，這時(shí)用的是外界晶振。也可以又外部單獨(dú)輸入，

2、此時(shí)XTAL2腳接地，時(shí)鐘信號由XTAL1輸入。3)電源電路：VCC和 GND引腳。4）程序下載電路。（并不嚴(yán)格包含）（5）哈弗結(jié)構(gòu)和馮洛伊曼結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)：是一種將程序指令儲(chǔ)存和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。中央處理器首先到程序指令儲(chǔ)存器中讀取程序指令內(nèi)容，解碼后得到數(shù)據(jù)地址，再到相應(yīng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的操作（通常是執(zhí)行）。程序指令儲(chǔ)存和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存分開，數(shù)據(jù)和指令的儲(chǔ)存可以同時(shí)進(jìn)行，可以使指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度，與馮.諾曼結(jié)構(gòu)處理器比較，哈佛結(jié)構(gòu)處理器有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：1、使用兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器模塊，分別存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)，每個(gè)存儲(chǔ)模塊都不允許指令和數(shù)據(jù)并存；2、使用獨(dú)立的兩條總線，

3、分別作為CPU與每個(gè)存儲(chǔ)器之間的專用通信路徑，而這兩條總線之間毫無關(guān)聯(lián)。改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：1、使用兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)器模塊，分別存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)，每個(gè)存儲(chǔ)模塊都不允許指令和數(shù)據(jù)并存，以便實(shí)現(xiàn)并行處理；2、具有一條獨(dú)立的地址總線和一條獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線，利用公用地址總線訪問兩個(gè)存儲(chǔ)模塊（程序存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊），公用數(shù)據(jù)總線則被用來完成程序存儲(chǔ)模塊或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸；    哈佛結(jié)構(gòu)的微處理器通常具有較高的執(zhí)行效率。其程序指令和數(shù)據(jù)指令分開組織和儲(chǔ)存的，執(zhí)行時(shí)可以預(yù)先讀取下一條指令。目前使用哈佛結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多，除了

4、上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片，還有摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11。馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)：也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的電腦設(shè)計(jì)概念結(jié)構(gòu)。馮.諾曼結(jié)構(gòu)處理器具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：必須有一個(gè)存儲(chǔ)器；必須有一個(gè)控制器；必須有一個(gè)運(yùn)算器，用于完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；必須有輸入和輸出設(shè)備，用于進(jìn)行人機(jī)通信。（6）鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)與作用鎖相環(huán)由鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器組成。鑒相器用來鑒別輸入信號Ui與輸出信號Uo之間的相位差 ，并輸出誤差電壓Ud 。Ud 中

5、的噪聲和干擾成分被低通性質(zhì)的環(huán)路濾波器濾除，形成壓控振蕩器（VCO）的控制電壓Uc。Uc作用于壓控振蕩器的結(jié)果是把它的輸出振蕩頻率fo拉向環(huán)路輸入信號頻率fi ，當(dāng)二者相等時(shí)，環(huán)路被鎖定 ，稱為入鎖。（7）TTL、RS232、CMOS電平1）TTL電平輸出 L： <0.8V ； H：>2.4V。 輸入 L： <1.2V ； H：>2.0V TTL器件輸出低電平要小于0.8V，高電平要大于2.4V。輸入，低于1.2V就認(rèn)為是0，高于2.0就認(rèn)為是1。于是TTL電平的輸入低電

6、平的噪聲容限就只有(0.8-0)/2=0.4V，高電平的噪聲容限為(5-2.4)/2=1.3V。2）CMOS電平 輸出 L： <0.1*Vcc ； H：>0.9*Vcc。 輸入 L： <0.3*Vcc ； H：>0.7*Vcc. 由于CMOS電源采用12V，則輸入低于3.6V為低電平，噪聲容限為1.8V，高于3.5V為高電平，噪聲容限高為1.8V。比TTL有更高的噪聲容限。3）RS232 邏輯1的電平為-3-15V，邏輯0的電平為+3+15V，注意電平的定義反相

7、了一次。（8）I2C通信1）只要求兩條總線線路一條串行數(shù)據(jù)線SDA一條串行時(shí)鐘線SCL； 2）每個(gè)連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機(jī)從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址主機(jī)可以作為主機(jī)發(fā)送器或主機(jī)接收器；3）它是一個(gè)真正的多主機(jī)總線如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化數(shù)據(jù)傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞； 4）串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s快速模式下可達(dá)400kbit/s 高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s； 5）片上的濾波器可以濾去總線數(shù)據(jù)線上的毛刺波保證數(shù)據(jù)完整；6）連接到相同總線的IC數(shù)量只受到總線的最大電容400pF限制。（9）static靜態(tài)字的

8、作用1）第一個(gè)作用：隱藏。（static函數(shù)，static變量均可）2.static的第二個(gè)作用是保持變量內(nèi)容的持久。（static變量中的記憶功能和全局生存期） 存儲(chǔ)在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)的變量會(huì)在程序剛開始運(yùn)行時(shí)就完成初始化，也是唯一的一次初始化。共有兩種變量存儲(chǔ)在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)：全局變量和static變量，只不過和全局變量比起來，static可以控制變量的可見范圍，說到底static還是用來隱藏的。雖然這種用法不常見。PS：如果作為static局部變量在函數(shù)內(nèi)定義，它的生存期為整個(gè)源程序，但是其作用域仍與自動(dòng)變量相同，只能在定義該變量的函數(shù)內(nèi)使用該變量。退出該函數(shù)后， 盡管該變量還繼續(xù)存在，

9、但不能使用它。當(dāng)同時(shí)編譯多個(gè)文件時(shí)，所有未加static前綴的全局變量和函數(shù)都具有全局可見性。（10）Volatile的作用volatile 影響編譯器編譯的結(jié)果,指出，volatile變量是隨時(shí)可能發(fā)生變化的，與volatile變量有關(guān)的運(yùn)算，不要進(jìn)行編譯優(yōu)化，以免出錯(cuò)。1) 并行設(shè)備的硬件寄存器(如：狀態(tài)寄存器) ； 2) 一個(gè)中斷服務(wù)子程序中會(huì)訪問到的非自動(dòng)變量(Non-automatic variables) ；3) 多線程應(yīng)用中被幾個(gè)任務(wù)共享的變量。（11）二極管和三極管組成或非門電路（12）單片機(jī)晶振晶振的種類，

10、電容的作用與大?。?3）冒險(xiǎn)競爭及其消除方法門電路兩個(gè)輸入端同時(shí)向相反的邏輯電平跳變（一個(gè)從1變?yōu)?，一個(gè)從0變?yōu)?）的現(xiàn)象稱為競爭。由于競爭而在電路輸出端可能產(chǎn)生尖峰脈沖的現(xiàn)象就稱為競爭-冒險(xiǎn)。如果門電路兩個(gè)輸入信號A、A'是輸入變量A經(jīng)過兩個(gè)不同的傳輸途徑而來的，那么當(dāng)A的狀態(tài)發(fā)生突變時(shí)，輸出端便有可能產(chǎn)生競爭冒險(xiǎn)。消除方法：1、接入濾波電容；2引入選通脈沖；3修改邏輯設(shè)計(jì)。（14）三極管的輸入、輸出特性曲線（15）共射、共集、共基的區(qū)別（16）反饋的種類及作用在電子電路中，將輸出量的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響其輸入量的措施稱為反饋。使放大電路靜輸入量增

11、大的反饋稱為正反饋；使放大電路靜輸入量減小的反饋稱為負(fù)反饋。反饋量只含有直流量，則稱為直流反饋；反饋量只含有交流量，則稱為交流反饋。反饋量本身是電流則是并聯(lián)反饋；反饋量本身是電壓則是串聯(lián)反饋。反饋量取自電流則是電流反饋；反饋量取自電壓則是電壓反饋。（17）DC-DC直流穩(wěn)壓電源流程變壓：電網(wǎng)供電電壓交流220V（有效值）50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網(wǎng)電壓降低獲得所需要交流電壓。  整流：降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動(dòng)大）。  濾波：脈動(dòng)大的直流電壓須經(jīng)過濾波、穩(wěn)壓電路變成平滑，脈動(dòng)小的直流

12、電，即將交流成分濾掉，保留其直流成分。  穩(wěn)壓：濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負(fù)載RL。 （18）穩(wěn)壓二極管的特性穩(wěn)壓管也是一種晶體二極管，它是利用PN結(jié)的擊穿區(qū)具有穩(wěn)定電壓的特性來工作的。（19）DC-DC與LDO1.DC-DC包括Boost(升壓)、Buck(降壓)、Boost-Buck (升/降壓)和反相結(jié)構(gòu)，具有高效率、高輸出電流、低靜態(tài)電流等特點(diǎn)，隨著集成度的提高，許多新型DC-DC轉(zhuǎn)換器的外圍電路僅需電感和濾波電容；但該類電源控制器的輸出紋波和開關(guān)噪聲較大、成本相對較高。LDO：LOW DROPOUT VO

13、LTAGE低壓差線性穩(wěn)壓器，為線性的穩(wěn)壓器，僅能使用在降壓應(yīng)用中。也就是輸出電壓必需小于輸入電壓。優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好，負(fù)載響應(yīng)快。輸出紋波小缺點(diǎn)：效率低，輸入輸出的電壓差不能太大。負(fù)載不能太大，目前最大的LDO為5A（但要保證5A的輸出還有很多的限制條件）   2.LDO：低壓差線性穩(wěn)壓器的突出優(yōu)點(diǎn)是具有最低的成本，最低的噪聲和最低的靜態(tài)電流。它的外圍器件也很少，通常只有一兩個(gè)旁路電容。DC/DC：直流電壓轉(zhuǎn)直流電壓。嚴(yán)格來講，LDO也是DC/DC的一種，但目前DC/DC多指開關(guān)電源。優(yōu)點(diǎn)：效率高，輸入電壓范圍較寬。缺點(diǎn)：負(fù)載響應(yīng)比LDO差，輸出紋波比LDO大。 （2

14、0）Buck、Boost與Buck-Boost電路Q為開關(guān)管，均為PWM控制方式（21）單片機(jī)I/O口LED的驅(qū)動(dòng)電路LED電路接法的區(qū)別（22）三極管諧振電路各元器件的作用RE、RB、C的作用（23）RS485的傳輸距離及其形式采用以+（2-6）V表示1，-（2-6）V表示0的差分信號傳輸，與TTL電平兼容。最大通信距離約為1219米，最高傳輸速率為10Mbps。（24）磁珠、0歐電阻的隔離磁珠通常只適用于高頻電路，因?yàn)樵诘皖l時(shí)，它們基本上是保有電感的完整特性（包含有電阻性和電抗性分量），因此會(huì)造成線路上的些微損失?？梢詫⒋胖橐暈橐粋€(gè)電阻并聯(lián)一個(gè)電感。在低頻時(shí)，電阻被電感“短路”,電流流往電

15、感；在高頻時(shí)，電感的高感抗迫使電流流向電阻。數(shù)字地和模擬地的隔離：1）用磁珠連接： 磁珠的等效電路相當(dāng)于帶阻限波器，只對某個(gè)頻點(diǎn)的噪聲有顯著抑制作用，使用時(shí)需要預(yù)先估計(jì)噪點(diǎn)頻率，以便選用適當(dāng)型號。對于頻率不確定或無法預(yù)知的情況，磁珠不合。2）用零歐姆電阻連接：零歐電阻相當(dāng)于很窄的電流通路，能夠有效地限制環(huán)路電流，使噪聲得到抑制。電阻在所有頻帶上都有衰減作用（零歐電阻也有阻抗），這點(diǎn)比磁珠強(qiáng)。（25）PCB布局、布線技巧與EMC問題1）布局：PCB布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分遵守沿信號流向直線放置的設(shè)計(jì)原則，盡量避免來回環(huán)繞，這樣可以避免信號直接耦合，影響信號質(zhì)量。此外，為了防止電路之間、電子元器件之間的

16、互相干擾和耦合；多種模塊電路在同一PCB上放置時(shí)，數(shù)字電路與模擬電路、高速與低速電路應(yīng)分開布局，以避免數(shù)字電路、模擬電路、高速電路以及低速電路之間的互相干擾；線路板電源輸入口的濾波電路應(yīng)應(yīng)靠近接口放置，避免已經(jīng)經(jīng)過了濾波的線路被再次耦合；敏感電路或器件（如復(fù)位電路等）遠(yuǎn)離單板各邊緣特別是單板接口側(cè)邊緣至少1000mil；存在較大電流變化的單元電路或器件（如電源模塊的輸入輸出端、風(fēng)扇及繼電器）附近應(yīng)放置儲(chǔ)能和高頻濾波電容，以減小大電流回路的回路面積。2）布線：對于單層板和雙層板的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)注意關(guān)鍵信號線和電源線的設(shè)計(jì)。電源走線附近必須有地線與其緊鄰、平行走線，以減小電源電流回路面積；關(guān)鍵信號線

17、兩側(cè)地“保衛(wèi)地線”一方面可以減小信號回路面積，另外，還可以防止信號線與其他信號線之間地串?dāng)_；盡量避免布線層相鄰的設(shè)置。因?yàn)橄噜彶季€層上的平行信號走線會(huì)導(dǎo)致信號串?dāng)_，所以如果無法避免布線層相鄰，應(yīng)該適當(dāng)拉大兩布線層之間的層間距，縮小布線層與其信號回路之間的層間距；關(guān)鍵布線層（時(shí)鐘線、總線、接口信號線、射頻線、復(fù)位信號線、片選信號線以及各種控制信號線等所在層）應(yīng)與完整地平面相鄰，優(yōu)選兩地平面之間，如圖1所示。關(guān)鍵信號線一般都是強(qiáng)輻射或極其敏感的信號線，靠近地平面布線能夠使其信號回路面積減小，減小其輻射強(qiáng)度或提高抗干擾能力；電源平面應(yīng)相對于其相鄰地平面內(nèi)縮（建議值5H20H）。電源平面相對于其回流地

18、平面內(nèi)縮可以有效抑制“邊緣輻射”問題；高頻信號走在兩個(gè)平面層（TOP和BOTTOM）之間，以抑制其對空間的輻射; 盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)、使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力;對于差分信號線應(yīng)同層、等長、并行走線，保持阻抗一致，差分線間無其它走線。因?yàn)楸ＷC差分線對的共模阻抗相等，可以提高其抗干擾能力。(26)原理圖設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題1）頁面大小的選擇：電路規(guī)模比較大時(shí)，應(yīng)該分模塊分頁繪制。根據(jù)模塊元器件的多少一般選擇A型或B型（inch單位下）紙張大?。?）命名：頁面的命名要采用相同的格式，給該頁模塊的功能簡單命名（一般采用如1_AD,2_Convert的格式）；元器件的命名要參考Da