嵌入式面试高频题：模拟电路+数字电路（含标准答案）

按“基础概念→核心原理→实操设计→抗干扰”分类，答案精简直击要点，方便记忆和答题。

一、模拟电路（10题）

    1.    问题：运放的“虚短”和“虚断”是什么意思？
答案：虚短=同相端（+）和反相端（-）电压近似相等（V+=V-）；虚断=两输入端电流近似为0（几乎无电流流入运放）。

    2.    问题：推导反相放大器的电压增益公式（基于虚短虚断）。
答案：由虚断，输入电流I1=反馈电流If；I1=(Vi - V-)/R1，If=(V- - Vo)/Rf；再由虚短V-=V+=0（接地），得Vo=-Rf/Vi·Vi，增益Av=-Rf/R1（负号表反相）。

    3.    问题：三极管的三种工作状态及各自用途？
答案：截止（发射结反偏，无电流，作开关“断开”）、放大（发射结正偏/集电结反偏，电流放大，用于模拟信号放大）、饱和（两结均正偏，电流饱和，作开关“闭合”）。

    4.    问题：模拟电路中，电容的核心作用有哪些？（举2个场景）
答案：滤波（电源端并电容滤除高频杂波）、耦合（音频电路用电容传递交流信号，隔离直流）。

    5.    问题：运放输出信号出现“削波失真”，原因是什么？
答案：1. 电源电压不足（输出超出电源范围）；2. 放大倍数过大（输入信号被过度放大）；3. 输入信号幅值超过运放额定输入范围。

    6.    问题：设计反相放大器，要求放大10倍、输入电阻10kΩ，反馈电阻Rf选多大？
答案：由Av=-Rf/R1，得Rf=|Av|×R1=10×10kΩ=100kΩ（选100kΩ电阻）。

    7.    问题：模拟地和数字地为什么要“单点接地”？
答案：避免数字电路的高频噪声通过地平面传导到模拟地，导致模拟信号失真，单点接地既能保证接地完整，又能阻断噪声流通。

    8.    问题：什么是“差分放大电路”？核心优势是什么？
答案：对两个输入信号的差值进行放大的电路（如运放减法器）；优势是抑制共模信号（如干扰噪声），提取有用差分信号。

    9.    问题：稳压二极管的工作原理及用途？
答案：反向击穿后，两端电压保持稳定（前提是电流在额定范围）；用途是给电路提供稳定的基准电压（如模拟电路的参考电压）。

    10.    问题：模拟电路布线时，关键信号线（如运放输入线）要注意什么？
答案：短而直，远离数字时钟线等高频噪声源，输入线和反馈线尽量分开，避免寄生耦合。

二、数字电路（10题）

    1.    问题：数字信号和模拟信号的核心区别？
答案：数字信号=离散式（仅0/1两个状态，电压跳跃变化，如5V=1、0V=0）；模拟信号=连续式（电压/电流平滑渐变，如声音、温度信号）。

    2.    问题：写出“与门”“或门”“非门”的真值表（输入A、B，输出Y）。
答案：与门（A=0/B=0→Y=0；A=0/B=1→Y=0；A=1/B=0→Y=0；A=1/B=1→Y=1）；或门（有1则1，全0则0）；非门（A=0→Y=1；A=1→Y=0）。

    3.    问题：什么是 Setup Time（建立时间）和 Hold Time（保持时间）？
答案：建立时间=时钟沿到来前，数据必须稳定的最小时间；保持时间=时钟沿到来后，数据必须稳定的最小时间；两者不满足会导致亚稳态（逻辑出错）。

    4.    问题：按键防抖的原因及实现方法（硬件+软件）？
答案：原因=机械按键按下/松开时，触点会抖动（毫秒级），导致CPU误判多次触发；方法：硬件（RC滤波电路）、软件（延时10-20ms后再读取按键状态）。

    5.    问题：单片机IO口的“推挽输出”和“开漏输出”区别？
答案：推挽=可直接输出高/低电平（驱动能力强，如驱动LED）；开漏=仅能输出低电平，高电平需外接上拉电阻（如I2C通信总线）。

    6.    问题：串口通信（UART）的核心参数有哪些？举例说明。
答案：波特率（如9600、115200，双方速率需一致）、数据位（通常8位）、停止位（通常1位）、校验位（无校验N/奇校验O/偶校验E）；例：9600-N-8-1。

    7.    问题：什么是“组合逻辑电路”和“时序逻辑电路”？举例。
答案：组合逻辑=输出仅由当前输入决定（如与门、编码器）；时序逻辑=输出由当前输入+历史状态决定（如寄存器、计数器、触发器）。

    8.    问题：“亚稳态”是什么？如何避免？
答案：时序不满足时，触发器输出介于0和1之间的不稳定状态；避免方法：满足建立/保持时间、用同步电路设计、加异步复位/置位。

    9.    问题：用与门、或门、非门组成“半加器”（实现两个1位二进制数相加）。
答案：Sum（和）=A异或B（非门+与门+或门组合）；Cout（进位）=A与B。

    10.    问题：数字电路中，“时钟信号”的作用是什么？
答案：作为同步信号，控制时序逻辑电路（如寄存器、CPU）的工作节奏，确保所有模块按统一节拍完成数据传输和运算。

三、通用/交叉题（5题）

    1.    问题：电路板上模拟区和数字区如何分区布线？
答案：物理上分开（中间留隔离带），数字地和模拟地单点连接；高频数字线（如时钟线）远离模拟信号线，模拟电路尽量集中布局。

    2.    问题：电阻选型时，除了阻值，还要考虑什么参数？举例计算。
答案：功率；例：1kΩ电阻通过10mA电流，功率P=I²R=(0.01A)²×1000Ω=0.1W，选1/4W（0.25W）电阻即可（留冗余）。

    3.    问题：如何测试运放反相放大电路是否正常工作？
答案：用信号发生器给输入Vi（如1V正弦波），示波器分别测Vi和输出Vo，看Vo幅值是否为10倍Vi（对应放大10倍），且波形无失真。

    4.    问题：数字电路的高频噪声会通过哪些途径干扰模拟电路？
答案：1. 传导干扰（通过电源、地平面）；2. 辐射干扰（高频信号线产生电磁波，耦合到模拟线）。

    5.    问题：什么是“总线”？常见的数字总线有哪些？
答案：多设备共享的信号传输线（减少布线）；常见：I2C（两线制，低速）、SPI（四线制，高速）、UART（串口，异步）。