根据模电、数电、硬件系统的逻辑进行归类整理这部分面试题

这份整理涵盖了 元器件特性、模拟电路设计（放大/电源）、信号抗干扰、以及传感器时序 等硬件开发中的高频考点

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📂 第一板块：电子元器件基础

这部分考察对基本元件物理特性的理解，是硬件设计的基石。

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电阻，电容，二极管，三极管的性质和特性 重点 电阻：阻碍电流流动，分压，线性欧姆元件，工作时耗能发热。
电容：隔直流通交流（通高频阻低频），储能与释放能量，两端电压不能突变。
二极管：单向导通性。正向导通产生压降（硅0.7V/锗0.3V），反向截止（高压下会击穿）。
三极管：电流控制器件（小电流控大电流），有放大区、饱和区、截止区，分为 NPN 和 PNP 两种类型。
稳压二极管有什么作用 重点 利用二极管的反向击穿特性。当反向电压达到击穿电压时，电流急剧增加但电压几乎保持不变。主要用于并联稳压电路或限幅保护电路。
二极管和三极管的与非门图形 重点 二极管：图形为三角形，底端进（阳极），尖端有横线出（阴极），尖端指向电流方向。
三极管：
 ● NPN：竖线表示基极，发射极箭头向外。
 ● PNP：竖线表示基极，发射极箭头向内。
 ● 集电极：竖线引出，无箭头。

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与非门图形：标准形状是矩形（或D形），左侧两输入线，右侧一条输出线，矩形内写“&”（或特定逻辑符号)，并在输出端加小圆圈表示“非”逻辑。

📂 第二板块：模拟电路与电源系统

这部分考察电路组态分析以及对电源系统演变的认知。

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试简述常用的三极管放大电路和技术等特点 重点 三种基本组态：
1. 共射极放大电路 (Common Emitter)：
 ● 特点：电压和电流均有放大作用，功率增益最高。
 ● 阻抗：输入阻抗中等，输出阻抗高。
 ● 应用：通用放大电路，频响一般。
2. 共集电极放大电路 (Common Collector / 射极跟随器)：
 ● 特点：电压增益 ≈1\approx 1 (无电压放大)，有电流放大作用。
 ● 阻抗：输入高、输出低。
 ● 应用：缓冲级、阻抗匹配、带负载能力强。
3. 共基极放大电路 (Common Base)：
 ● 特点：电压放大，电流增益 ≈1\approx 1。
 ● 应用：频响好，适用于高频宽带放大。

技术特点：
利用基极小电流 (IbI_b) 控制集电极大电流 (IcI_c)。静态工作点 (Q点) 易受温度影响，通常采用分压式偏置+射极电阻或恒流源来稳定 Q 点。为保证线性度，常引入负反馈或补偿电路。
为什么单片机中电压有5V又有3.3V 重点 1. 5V (早期标准)：
早期的数字电路 (TTL工艺) 和芯片标准电压为 5V。许多工控设备和 USB 协议至今仍保留 5V 标准。
2. 电压降低趋势 (工艺进步)：
随着半导体光刻制程进步，晶体管尺寸变小，击穿电压降低，芯片可在更低电压下工作。低电压能显著降低功耗 (P∝V2P \propto V^2) 和发热，这对 CPU/内存等高性能设备尤为重要 (现已降至 1V 左右)。
3. 3.3V (嵌入式平衡点)：
对于一般嵌入式设备 (MCU)，3.3V 是成本、性能与功耗的最佳平衡点。它既不需要 CPU 这种极致的制程，又能比 5V 显著省电且驱动能力足够。因此现代嵌入式系统常共存 5V (接口/兼容) 和 3.3V (主控/逻辑)。

📂 第三板块：硬件抗干扰与滤波设计

硬件面试必问的“大电容小电容”问题，考察实际布板经验。

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低频干扰和高频干扰 重点 低频干扰：电压随时间呈现周期性的缓慢波动 (如 50Hz 工频纹波)。
高频干扰：电压线路上出现的短暂、快速的尖峰、毛刺或突变 (如开关电源的开关噪声、时钟信号串扰)。这些干扰会影响电路稳定性。
如何滤波 (大电容与小电容的区别) 必问 电源设计中通常采用两级滤波配置 (并联使用)：
1. 滤除低频干扰 (大电容)：
 ● 选型：通常选电解电容或钽电容，容值较大 (如 10uF, 100uF)。
 ● 作用：类似于“水库”，平滑负载变化引起的电压波动，提供能量缓冲。
2. 滤除高频干扰 (小电容)：
 ● 选型：通常选陶瓷电容 (MLCC)，容值较小 (如 0.1uF, 10nF)。
 ● 作用：响应速度快，能快速吸收和释放能量，滤除开关噪声等高频毛刺。
3. 布局要求：小电容必须紧邻关键元件 (如 MCU 电源引脚) 放置，以减小寄生电感，保证滤波效果。

📂 第四板块：传感器与通信协议

这部分考察对具体硬件时序的掌握程度，精确到微秒。

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温湿度是如何获取数据的？(DHT协议) 重点 采用单总线通信协议 (One-Wire)，以 DHT11/DHT22 为例：
1. 主机复位信号：MCU 将 GPIO 拉低至少 18ms，然后拉高，等待传感器响应中断。
2. 传感器响应：传感器拉低总线 80us，再拉高 80us。
3. 数据传输 (40 bit)：
 ● 格式：8bit 湿度整数 + 8bit 湿度小数 + 8bit 温度整数 + 8bit 温度小数 + 8bit 校验和。
4. 0/1 编码方式 (利用高电平时间长短区分)：
 ● 位 ‘0’：50us 低电平 + 26-28us 高电平。
 ● 位 ‘1’：50us 低电平 + 70us 高电平。
5. 校验：计算前4个字节之和，若等于校验和字节，则数据有效。

📂 第五板块：系统交互与安全

这部分考察硬件设备与用户或后台的交互逻辑。

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账号密码是怎么获取的？ 重点 注意：设备端通常不“获取”密码，而是验证密码或由用户输入
1. 输入来源：账号密码只能由用户主动输入 (如通过配网 APP、串口命令行) 或管理员在安全后台初始化配置。
2. 安全存储：设备端绝不存储明文。密码在传输时应加密，存储时使用 哈希 (Hash) + 盐 (Salt) 算法生成摘要。
3. 验证机制：登录时，将用户输入的密码进行同样的哈希运算，与存储的摘要比对。任何人 (包括开发者) 无法从存储的摘要反向还原出原始密码。
模电数电与硬件
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