2007年电赛C题

2007年全国电子设计大赛C题数字存储示波器题目任务:设计一简易数字存储示波器1．总体框架图：2．题目要求指标(1) 信号频率范围： 10Hz~10MHz；要求输入电阻： Ri>100kΩ；(2) 垂直点数：32级/div；水平点数：20点/div；(3) 垂直灵敏度：0.01V/div ，0.1V/div，1V/div，误差≤5% ；(4) 水平扫瞄速度： 0.2s/div，0.2ms/div，20μs/div，误差≤5%；(5) 触发功能要求：单次触发、扩展、内触发、上升沿、电平可调；(6) 显示波形无明显失真；(7) 产生100kHz，0.3V的校准方波；报告主要内容:1．对赛题要求的分析2．具体实现方案讨论及器件参数计算3．模拟部分电路设计及数字控制部分软件编写4．安装调试及所遇到的问题5．测试结果分析6．总结1. 对赛题要求的分析(1) 工作流程：A/D采集、双口RAM存储、D/A显示。

需要器件：A/D、单片机、D/A、FPGA等主要器件；(2) 内触发上升沿、触发电平可调；扫描速度 0.2s/div，0.2ms/div，20 μ s/div；垂直灵敏度0.1V/div， 1V/div，0.01V/div移动扩展。

要具有控制功能:1.控制器 2. 人机接口2. 具体方案讨论2.1 采样方式的选择实时采样和等效时间采样：实时采样即按照AD的采样速率对波形进行满足奈奎斯特采样速率的采样；等效采样是在周期信号频率过高，AD速率无法满足奈奎斯特采样速率时，间隔整数倍周期T＋最小采样间隔时间对信号进行采样。

具体示意图见下：题中要求输入信号频率范围：10Hz~10MHz，样点直接恢复方式为至少20点/周期， A/D 转换速率应小于1Ms/s。

故对于高频信号（大于500KHz），应采用等效采样方式，低频信号采用实时采样方式。

2.2 控制器件的选择1．对控制器件的要求* AD采集速率：高达1000kHz(1 μ s)，低至 20ms；（决定于扫描速度）* 样点恢复速率：DA时钟为10MHz，绝对满足输出波形要求。

数字存储示波器海军航空工程学院（烟台）史继炎何高健刘恒涛摘要本题设计一个数字存储示波器，以Xilinx公司20万门FPGA芯片为核心，辅以必要的外围电路（包括信号调理、采样保持、内部触发、A/D转换、D/A转换和I/O模块），利用VHDL语言编程，实现了任意波形的单次触发、连续触发和存储回放功能，并按要求进行了垂直灵敏度和扫描速度的挡位设置。

信号采集时，将外部输入信号经信号调理模块调节到A/D电路输入范围，经A/D转换后送入FPGA内部的双口RAM进行高速缓存，并将结果通过D/A转换送给通用示波器进行显示，完成了对中、低频信号的实时采样和高频信号的等效采样和数据存储回放。

经测试，系统整体指标良好，垂直灵敏度和扫描速度等各项指标均达到设计要求。

关键词：FPGA 实时采样等效采样一、方案选择与论证数字存储示波器系统由信号调理电路、采样保持电路、触发电路、A/D、D/A、X输出电路、Y 输出电路、控制处理器等组成。

方案一：采用80C51单片机为控制核心，其系统框图如图1。

对输入信号进行放大或衰减后，用外接触发电路产生触发信号，通过A/D转换将模拟信号转换成数字信号，再通过单片机将数据锁存至外部RAM，然后由单片机控制将数据送至D/A输出。

图1 方案一系统框图这种方案结构较为简洁，但在满足题目的实时采样频率的要求下，A/D的最高采样速度达1MHz，由普通单片机直接处理这样速率的数据难以胜任，采用高档单片机甚至采用DSP芯片，将大大增加开发的难度。

而且目前常用的外接RAM芯片时钟周期一般为40MHz～50MHz，难以达到高速数据存储的要求。

方案二：用FPGA可编程逻辑器件作为控制及数据处理的核心，外接触发电路实现触发功能，利用FPGA的层次化存储器系统结构，使用FPGA内部集成的基本逻辑功能块配置成双端口同步RAM 对采集信号进行存储，完成设计指标。

其系统框图如图2。

图2 方案二系统框图由于FPGA可在线编程，因此大大加快了开发速度。

2007 年 4 月全国计算机等级考试二级 C++笔试试题及答案
一、选择题（每小题 2 分，共 70 分） 下列各题 A）、B）、C）、D）四个选项中，只有 一个选项是正确的。请将正确选项涂写在答题卡相应位置上，答在试卷上不得分。 （1）下列叙述中正确的是 。 A）算法的效率只与问题的规模有关,而与数据的存储结构无关. B）算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量 C）数据的逻辑结构与存储结构是一一对应的. D）算法的时间复杂度与空间复杂度一定相关. （2）在结构化程序设计中,模块划分的原则是 。 A） 各模块应包括尽量多的功能 B） 各模块的规模应尽量大 C）各模块之间的联系应尽量紧密 D） 模块内具有高内聚度,模块间具有低耦合度 （3）下列叙述中正确的是 。 A）软件测试的主要目的是发现程序中的错误. B）软件测试的主要目的是确定程序中错误的位置. C）为了提高软件测试的效率,最好由程序编制者自己来完成软件测试的工作 D）软件测试是证明软件没有错误 （4） 下面选项中不属于面向对象程序设计特征的是 。 A）继承性 B）多态性 C）类比性 D）封装性 （5） 下列对列的叙述正确的是 。 A） 队列属于非线性表 B） 队列按”先进后出”的原则组织数据 C）队列在队尾删除数据 D） 队列按“先进先出”原则组织数据 （6）对下列二叉树 进行前序遍历的结果为 A）DYBEAFCZX B）YDEBFZXCA C）ABDYECFXZ D）ABCDEFXYZ
（32）虚函数支持多态调用，一个基类的指针可以指向派生类的对象，而且通过这样的指 针调用虚函数时， ， 被调用的是指针所指的实际对象的虚函数， 而非虚函数不支持多态调用。 有如下程序： #include using namespace std; class Base {

试题部分（普及组 C++语言二小时完成）● ●全部试题答案均要求写在答卷纸上，写在试卷纸上一律无效●●一、单项选择题（共20题，每题1.5分，共计30分。

每题有且仅有一个正确答案.）。

1. 在以下各项中，（）不是CPU的组成部分。

A. 控制器B. 运算器C. 寄存器D. 主板2．在关系数据库中，存放在数据库中的数据的逻辑结构以（）为主。

A. 二叉树B. 多叉树C.哈希表D.二维表3．在下列各项中，只有（）不是计算机存储容量的常用单位。

A. ByteB. KBC.UBD.TB4．ASCII码的含义是（）。

A. 二─十进制转换码B. 美国信息交换标准代码C. 数字的二进制编码D. 计算机可处理字符的唯一编码5.一个完整的计算机系统应包括（）。

A.系统硬件和系统软件B. 硬件系统和软件系统C. 主机和外部设备D. 主机、键盘、显示器和辅助存储器6. IT的含义是（）。

A. 通信技术B. 信息技术C.网络技术D.信息学7．LAN的含义是（）。

A. 因特网B. 局域网C.广域网D.城域网8. 冗余数据是指可以由其他数据导出的数据，例如，数据库中已存放了学生的数学、语文和英语的三科成绩，如果还存放三科成绩的总分，则总分就可以看作冗余数据。

冗余数据往往会造成数据的不一致，例如，上面4个数据如果都是输入的，由于操作错误使总分不等于三科成绩之和，就会产生矛盾。

下面关于冗余数据的说法中，正确的是（）。

A. 应该在数据库中消除一切冗余数据B. 用高级语言编写的数据处理系统，通常比用关系数据库编写的系统更容易消除冗余数据C. 为了提高查询效率，在数据库中可以适当保留一些冗余数据，但更新时要做相容性检验D. 做相容性检验会降低效率，可以不理睬数据库中的冗余数据9.在下列各软件中，不属于NOIP竞赛（复赛）推荐使用的语言环境有（）。

A. gccB. g++C. Turbo CD. free pascal10. 以下断电之后仍能保存数据的有（）。