2017年北京大学仪器科学与技术学科研究生复试指导

自动化测试与控制系攻读硕士学位研究生复试指导如下:要求考生全面系统地掌握AT89S51单片机的片内硬件结构,掌握中断系统、定时器、异步串口的功能与工作原理以及应用程序设计。中断系统的工作原理,相关的特殊功能寄存器,以及中断系统的软件编程。

自动化测试与控制系硕士研究生复试指导意见如下:

1、复试由笔试和面试两部分组成。 外语听力水平评估是在面试过程中进行的。 复试总分为350分,其中笔试200分,面试150分。

2、复试笔试科目:

有四套试题供考生选择。 参加复试的考生必须从四套题中选择任意两组题进行回答。 每套题满分100分,总分200分。

考试科目成绩参考书目编译(作者)出版社

信号与系统100 《信号与系统》((第二版,第一、二卷))郑君丽高等教育出版社

应用光学100 《应用光学》(第三版) 张以沫 电子工业出版社

精密机械基础100 《力学基础》(第三版)姜秀珍、马慧萍 科学出版社

单片机原理100 《单片机原理与应用》(第三版)(附光盘)张易刚高等教育出版社

3、复试笔试内容:见附件

四、访谈主要内容:

(一)在校学习情况及成绩;

(2)运用所学知识发现、分析和解决问题的能力;

(三)外语听说能力;

(四)具有创新精神和能力;

(五)思想政治素质、道德素质、人文素质等;

(六)本学科以外的学习、科学研究、社会实践(或实际工作)表现;

(七)身心健康、行为、表达、礼仪等。

考生应自行提供相关证明材料。

附录

复试笔试大纲

第一组问题:信号与系统

一、考试要求

要求考生全面、系统地掌握信号与系统的概念、基本原理和分析方法,并能够灵活运用,具有较强的系统分析能力。

2. 考试内容

1.信号与系统的基本概念;

脉冲信号的定义和性质;

信号运算和波形变换:平移、反卷积、尺度变换、乘法、加法、微积分等;

信号分解:求奇偶分量、交流分量和直流分量的方法;

功率信号和能量信号的定义及其确定方法;

确定系统特性:线性、时不变性、因果性、稳定性。

2.连续时间系统的时域分析

零输入和零状态响应:确定两者的待定系数的条件,以及它们与自由响应和受迫响应的关系;

起始状态与线性时不变性的关系;

脉冲响应和阶跃响应;

如何求卷积;

使用卷积找到零状态响应。

3.傅里叶变换

利用傅里叶级数的性质或借助傅里叶变换简化周期信号的频谱分析;

灵活利用傅里叶变换的相关性质对信号进行正、反变换;

掌握采样信号频谱的计算和采样定理;

掌握典型信号的傅里叶级数展开系数和傅里叶变换。

4. 傅里叶变换应用于通信系统

系统无失真传输的条件;

系统的物理可实现性;

调制解调、带通滤波器、采样信号恢复模拟信号。

5.拉普拉斯变换

求拉普拉斯逆变换的几种方法;

拉普拉斯变换的基本性质;

利用拉普拉斯变换求出系统的零输入和零状态响应;

零极点与时域波形的关系;

零极点与自由响应、受迫响应、瞬态响应和稳态响应之间的关系;

零极点与系统稳定性的关系及系统稳定性判定方法;

系统频率特性的几何确定方法。

6.离散时间系统的时域分析

对离散信号的运算;

确定正弦序列的周期;

如何找到离散卷积。

7.离散系统的Z变换和Z域分析

求一个序列的Z变换:定义方法; Z变换的性质;

求Z逆变换:残差法; 幂级数展开; 部分分数展开; 长除法;

Z变换的主要性质;

离散系统的系统函数、单位样本响应与频率响应的关系;

如何寻找频率响应特性以及如何求解正弦稳态响应;

系统稳定性、因果关系与系统函数收敛域之间的关系。

3. 试卷结构

1. 问题结构

填空

多项选择题

对或错

2. 内容结构

基本概念

傅里叶变换及其应用

拉普拉斯变换及其应用

离散时间信号及其运算

Z变换及其应用

4. 参考文献

郑君里等主编,《信号与系统》(第二版,第一、二卷),高等教育出版社,2000年

第二组题:应用光学

1、考试要求:

充分理解和掌握几何光学的基本概念、基本理论、基本制图、基本计算方法; 详细掌握同轴球面系统和理想光学系统的基本概念、基本结构形式、基本性质以及具体实现形式; 掌握各种光学器件的性能、成像原理和成像特点; 了解典型光学仪器的基本结构、光阑形式和功能、光路结构和光学特性,运用像差原理和光度学理论来设计和计算光学系统的总体尺寸和结构。

2、考试内容:

1)几何光学基本定律和成像基本概念

A。 光的描述形式; b. 光的四大基本定律的含义、应用及证明; C。 光学系统和成像的概念。

2) 球面和同轴球面系统

A。 符号规则; b. 近轴区单个折射球面的物像关系及成像特性; C。 单反射球面系统的物像关系及成像特性; d. 球形和同轴球形系统的放大。

3)理想的光学系统

A。 理想光学系统的特性和共线成像理论; b. 理想光学系统的基点、基面及其各自特性; C。 理想光学系统的理论和表示方法; d. 理想光学系统的成像方法和分析方法 图像搜索和成像特性; d. 光组和光功率的组合; e. 透镜和薄透镜的光学特性。

4) 平面镜和平面系统

A。 单平面镜和双平面镜的成像特性; b:反射棱镜成像方向的确定和扩展(包括与折射光组的组合); c:平行平板近轴区域的成像特性。

5) 光学系统孔径

A。 隔膜的分类及作用; b. 孔径光阑、入瞳、出瞳; 视场光阑、入射窗、出射窗的基本概念及判断; C。 远心光路及应用。

6)光能及其计算

A。 立体角的概念及其计算; b. 光度测量的五个基本概念和单位; C。 光学系统中光束的亮度。

7)像差理论

A。 轴上点和离轴点之间的像差; b. 各像差的主要原因、定性描述及消除方法。

8)典型光学系统

a 眼睛:视力、近视和远视的原因和矫正、明视距离、分辨能力和瞄准精度; b放大镜的放大原理、放大倍数及线视场的确定; C。 显微镜的放大原理和放大倍数、成像特性、光束限制; d. 照明系统的要求以及两种典型照明系统的光学特性; e. 长焦系统的放大原理和光学特性,两种典型长焦系统的组成和光学特性; F。 摄影系统和投影系统的分辨率能力和光学特性。

三、试卷的题型结构

(1)填空

(2)选择

(3)绘图

(4) 计算

4. 参考文献

应用光学(第三版),张以沫主编,电子工业出版社

第三组题:精密机械基础

1、考试要求:

要求考生充分了解和掌握机械中常用零部件和常用精密机械机构的工作原理和设计方法,具有设计精密机械传动机构和机械结构的能力。

2、考试内容:

1、机构组成及平面连杆机构

平面机构自由度的计算;

铰接四杆机构的基本形式及特点(压力角、死点及急回特性);

铰接四杆机构曲柄存在的条件;

平面连杆机构设计(图解法);

2. 齿轮机构

渐开线标准圆柱直齿轮几何尺寸计算;

渐开线齿轮正确、连续的啮合条件;

斜齿圆柱齿轮的传动特性、正确的啮合条件和几何尺寸的计算;

计算蜗轮传动特性、正确的啮合条件和几何尺寸;

齿轮系(定轴齿轮系、行星齿轮系、混合齿轮系)传动比计算;

3、构件受力分析计算

物体受力分析及受力分析图;

平面相交力系统的合成与平衡;

点、面力偶系统力矩的合成与平衡;

平面内一般力系统的简化和平衡;

4、构件受力变形及应力分析

直杆轴向拉压变形;

剪切变形;

圆轴扭转变形;

梁平面弯曲变形;

复杂变形;

5. 可拆卸连接

螺纹几何形状、类型和应用;

螺纹连接的基本类型、防松方法及结构设计;

引脚连接的类型和设计(选择)方法;

普通平键连接的设计(选用)方法;

6.轴系零件

直轴结构设计;

直轴尺寸设计;

滚动轴承的型式及基本代号;

滚动轴承额定寿命的计算;

滚动轴承的组合设计;

7、零件机械精度设计

尺寸精度设计:掌握极限偏差、极限尺寸、公差、极限间隙、极限过盈的计算; 掌握公差带图的绘制方法; 掌握装配图、零件图中尺寸精度的标注;

形位精度设计:掌握零件图上形位公差特征项的标注;

表面粗糙度设计:掌握零件图中表面粗糙度的标注;

8. 丝杠机构

丝杠机构类型及结构;

丝杠机构设计;

9、摩擦带传动

摩擦带传动的工作原理;

摩擦带传动的中心距和包角;

摩擦式带传动的打滑和弹性滑动;

摩擦式带传动的传动比和打滑率;

摩擦带传动的张紧方式;

10、齿轮传动设计

轮齿的损伤模式和设计标准;

正齿轮传动的作用力、计算载荷及强度设计方法;

齿轮传动链设计;

11. 弹性元件

圆柱螺旋压缩弹簧的结构形式及几何尺寸;

圆柱螺旋压缩弹簧的设计;

三、试卷的题型结构

(1)填空

(2)简答

(3)绘图

(4) 计算

4. 参考文献

力学基础(第三版),蒋秀珍、马慧萍主编,科学出版社

第四组题:单片机原理

一、考试要求

要求考生全面、系统地掌握AT89S51单片机的片上硬件结构,掌握中断系统、定时器、异步串口以及应用程序设计的功能和工作原理。 8051汇编语言指令系统及常用编程。 要求掌握存储器、I/O、键盘/显示器、D/A转换器和A/D转换器的应用扩展接口设计和软件设计,对串口扩展系统有初步的了解和掌握。

2. 考试内容

1. AT89S51片内硬件结构

AT89S51单片机片内硬件组成、引脚功能、基本存储器组成及结构、4个并行I/O口; 时钟电路的工作原理及设计; 复位工作原理及设计; 微控制器最小系统的概念; 低功耗省电模式及看门狗的工作原理和应用。

2、AT89S51命令系统

了解8051单片机汇编语言的指令格式、寻址方式和功能分类,掌握基本指令的使用。

3、AT89S51的汇编语言编程

使用汇编语言设计常用子程序、查表、分支转移、循环等源程序。

4.AT89S51中断系统

中断系统的工作原理、相关特殊功能寄存器、中断系统的软件编程。

5.AT89S51定时器/计数器

片内定时器/计数器的结构、工作原理、4种工作模式以及定时器/计数器的应用编程。

6.AT89S51串口

AT89S51片上串口的结构; 4种工作模式的工作原理、多机通讯的工作原理、波特率设置方法; 多种标准接口:RS-232、RS-422A、RS-485等; 单片机与PC机串行通讯。

7.AT89S51单片机外部存储器的扩展

三总线结构及系统并行扩展的基本概念; 选线方法和译码方法实现了外部存储空间的地址分配、数据存储器的扩展以及单片机读写片外RAM的软件编程。

8、AT89S51单片机的I/O扩展

I/O并行扩展、I/O接口和I/O端口的基本概念、外部I/O与外部RAM的寻址关系; I/O接口芯片82C55的基本特性及扩展82C55的硬件接口设计和软件编程; 廉价的74LSTTL扩展并行I/O接口,并利用串口扩展并行口的接口电路设计和软件编程。

9、AT89S51单片机与键盘/显示设备的接口

单片机控制8段LED数码管的显示原理、静态显示和动态显示以及液晶显示器LCD1602的界面设计和显示编程。 键盘的工作原理以及如何消除按键抖动。 独立键盘和矩阵键盘的工作原理、界面设计和软件编程。

10、AT89S51单片机与D/A、A/D转换器的接口

AT89S51单片机与DAC0832、ADC0809的接口设计及软件编程。

11、串口扩展技术

三种常用串口扩展技术的系统结构和基本工作原理:单总线、I2C和SPI串口扩展。

3. 试卷结构

3. 问题结构

4. 内容结构

?基本概念和基本知识点

?各功能组件的基本工作原理

各种接口电路设计及软件编程(需要使用汇编语言)

4.参考资料

1.张以刚等,张以刚等主编,《单片机原理与应用》(第三版)(附光盘),“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,高等教育出版社,2016 年 1 月。

2.张以刚等,张以刚等主编,《单片机原理与应用》(第二版)(附光盘),“十一五”国家普通高等教育规划教材,高等教育出版社,2010 年 5 月。

3、国家精品资源共享课程《单片机原理》网站各章节基础资源(中国高校资源共享课程)

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