אלקטרוניקה ומחשבים ג`
Transcription
אלקטרוניקה ומחשבים ג`
סוג הבחינה :בגרות לבתי–ספר על–יסודיים מדינת ישראל מועד הבחינה :קיץ תשע"ג2013 , משרד החינוך סמל השאלון815201 : .1נספח לשאלה 4 נספחים: .2נוסחאון באלקטרוניקה ומחשבים אלקטרוניקה ומחשבים ג' שתי יחידות לימוד (השלמה לחמש יחידות לימוד) (כיתה י"א) הוראות לנבחן א .משך הבחינה :שלוש שעות. ב .מבנה השאלון ומפתח ההערכה :בשאלון זה תשע שאלות בשני פרקים .יש לענות על חמש שאלות ,שאלה אחת לפחות מכל פרק. לכל שאלה — 20נקודות .סך הכול — 100נקודות. ג. חומר עזר מותר לשימוש :מחשבון. ד .הוראות מיוחדות: .1 ענה על מספר השאלות הנדרש בשאלון .המעריך יקרא ויעריך את מספר השאלות הנדרש בלבד ,לפי סדר כתיבתן במחברתך ,ולא יתייחס לתשובות נוספות. .2 התחל כל תשובה לשאלה בעמוד חדש. .3 רשום את כל תשובותיך אך ורק בעט. .4 הקפד לנסח את תשובותיך כהלכה ,ולסרטט את תרשימיך בבהירות. .5 כתוב את תשובותיך בכתב–יד ברור ,כדי לאפשר הערכה נאותה שלהן. .6 אם לדעתך חסרים נתונים הדרושים לפתרון שאלה ,אתה רשאי להוסיף אותם ,אך עליך להסביר מדוע הוספת אותם. .7בכתיבת פתרונות חישוביים ,קבלת מֵַרב הנקודות מותנית בהשלמת כל המהלכים שלהלן ,בסדר שהם רשומים בו: * רישום הנוסחה המתאימה. * הצבה של כל הערכים ביחידות המתאימות. * חישוב (אפשר באמצעות מחשבון). * רישום התוצאה המתקבלת ,ולצִדה יחידות המידה המתאימות. * ליווי הפתרון החישובי בהסבר קצר. בשאלון זה 11עמודים ו– 34עמודי נספחים. ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר, אך מכוונות הן לנבחנות והן לנבחנים. בהצלחה! המשך מעבר לדף -2- אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 השאלות בשאלון זה תשע שאלות בשני פרקים .יש לענות על חמש שאלות בלבד, שאלה אחת לפחות מכל פרק. פרק ראשון :מבוא להנדסת אלקטרוניקה ענה על שאלה אחת לפחות מבין השאלות ( 5—1לכל שאלה — 20נקודות). שאלה 1 באיור לשאלה 1נתון מעגל הגברה חשמלי. R2 6 kΩ D R3 C 6 kΩ Vo2 +10 V – + Vo1 B R1 A 2 kΩ 1V Vi איור לשאלה 1 א .חשב את ערכו של הזרם דרך הנגד R1וציין את כיוונו (מ– Aל– Bאו מ– Bל–.)A ב .מה ערכו וכיוונו של הזרם דרך הנגד R2ומה ערכו וכיוונו של הזרם דרך הנגד ? R3 נמק את תשובתך. ג. חשב את המתחים Vo1ו–. Vo2 המשך בעמוד 3 -3- אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 שאלה 2 באיור א' לשאלה 2נתון המעגל החשמלי של מגבר טרנזיסטורי .היגבי הקבלים במעגל — זניחים. נתוני הטרנזיסטור Tהם. β = hfe = 100 , hie = 1 kΩ , VBE = 0.7 V : VCC RC C2 RB C1 T Vo RL Vin איור א' לשאלה 2 באיור ב' לשאלה נתון גרף המתאר את אופייני המוצא של הטרנזיסטור .על הגרף מסורטט קו העבודה ועליו מסומנת נקודת העבודה , Q ,של הטרנזיסטור. ]IC [mA 4 IB5 IB4 IB3 Q IB2 IB1 ]VCE [V 12 10 8 6 4 0 2 איור ב' לשאלה 2 א .היעזר בגרף ,ומצא את ערך המתח . VCC ב .חשב את התנגדות הנגד RCואת הזרמים ICו– IBבנקודת העבודה . Q ג .חשב את התנגדות הנגד . RB ד .חשב את התנגדות הנגד , RLהנדרשת כדי לקבל הגבר מתח של = − 200 Vo Vin = AV . המשך בעמוד 4 -4- אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 שאלה 3 באיור א' לשאלה 3נתון מעגל חשמלי לייצוב המתח על נגד העומס המשתנה. RL , R 5Ω IL Vo I Iz 10 V Dz RL E איור א' לשאלה 3 Dzהיא דיודת זנר בעלת אופיין אידיאלי ,הנתון באיור ב' לשאלה. Iz –5 V Vz Iz max –1.5 A איור ב' לשאלה 3 א .מה ערכו של המתח המיוצב על נגד העומס המשתנה? RL , ב .חשב את הזרמים Iו– , Izכאשר התנגדות נגד העומס היא . RL = 8 Ω ג. מהי התנגדות הנגד , RLאם הזרם דרך דיודת הזנר הוא ? Iz = 0.75 A .2 האם במצב הזה ייגרם נזק לדיודת הזנר? נמק את תשובתך. ד.1 . מה יהיה ערכו של הזרם Izכאשר מנתקים את העומס ? RL המשך בעמוד 5 -5- אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 שאלה 4 באיור לשאלה 4נתון המעגל החשמלי של רב–רטט חופשי ,הממומש באמצעות הרכיב . LM555 +12 V 10 kΩ RA 10 kΩ RB LM555 VCC 8 Dis 7 Thr 6 Ctl 5 1 Gnd 2 Trg 3 Out 4 Rst Vout VC1 0.1 µF C1 0.01 µF C2 איור לשאלה 4 נתוני הרכיב LM555מפורטים בנספח לשאלה . 4 א .חשב את תדר התנודות של מתח המוצא . Vout ב .חשב את גורם המחזור ) (Duty Cycleשל מתח המוצא . Vout ג. סרטט ,זה מתחת לזה בהתאמה ,את המתח על הקבל C1ואת מתח המוצא Voutכפונקציה של הזמן .ציין בסרטוטך את ערכי הזמן ,ורשום בו את הערך המרבי ואת הערך המזערי של כל אחד מן המתחים VC1ו– . Vout ד .מצא ערכים חדשים ל– RAול–( RBערך הקבל C1לא משתנה) כך שיתקבל גורם מחזור ) (Duty Cycleשל , 0.6עבור אותו תדר תנודות שחישבת בסעיף א'. המשך בעמוד 6 -6- אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 שאלה 5 באיור לשאלה 5נתון תרשים של ממיר אות אנלוגי לאות ספרתי ) (A / Dבעל שמונה סיביות. D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 )(LSB ממיר A/D Vi )(MSB איור לשאלה 5 כל הסיביות נמצאות במצב ' '0כאשר מתח המבוא הוא . Vi = 0 Vכאשר מתח המבוא הוא , Vi = 1 Vמתקבלת במוצא הממיר המילה הבינארית ). 00110010(2 א .מהו כושר ההבחנה (הרזולוציה) של הממיר ב–? mV ב .מצא את המילה הבינארית המתקבלת במוצא הממיר עבור כל אחד ממתחי המבוא שלהלן: .1 Vi = 200 mV .2 Vi = 5.1 V ג. .1 במוצא הממיר מתקבלת המילה הבינארית ). 00000011(2 מהו מתח המבוא המתאים למילה הבינארית הזו? .2 במוצא הממיר מתקבלת המילה הבינארית ). 10000001(2 מהו מתח המבוא המתאים למילה הבינארית הזו? המשך בעמוד 7 -7- אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 פרק שני :מבוא להנדסת מחשבים ענה על שאלה אחת לפחות מבין השאלות ( 9—6לכל שאלה — 20נקודות). שאלה 6 במעגל החשמלי המתואר באיור לשאלה RD , 6הוא נגד משתנה (דקדה) .התנגדותו משתנה בין 0 Ωל– 90 Ωבקפיצות של . 10 Ω R 10 Ω RD 20 V I E איור לשאלה 6 כתוב תכנית בשפת Cאו בשפת Visual Basicאשר: .1תגדיר מערך חד–ממדי בעל עשרה תאים ,ותציב בו את ערכי ההתנגדות של הנגד המשתנה ). (0 , 10 , 20 , 30 , .... , 90 RD .2 תגדיר מערך חד–ממדי מטיפוס מתאים לאיחסון עשרת הערכים של הזרם , Iהמתקבלים עבור עשרת הערכים של . RD .3 תחשב ,תוך שימוש בלולאה ,את הזרם Iעבור כל ערך של הנגד המשתנה , RDותציב אותו במערך שהגדרת בסעיף ( 2בהתאמה למיקום של ערך הנגד המשתנה RDבמערך שהגדרת בסעיף .)1 .4 תציג על מסך המחשב את עשרת זוגות הערכים :כל זוג יכלול את הערך של התנגדות הנגד המשתנה RDואת הערך של הזרם Iהמתאים לו. המשך בעמוד 8 -8- אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 שאלה 7 באיור לשאלה 7נתון תרשים של מפתח–קלט שכתובתו 300Hומפתח–פלט שכתובתו . 301H הדקי מפתח–הקלט D0 ÷ D7מחוברים ,בהתאמה ,לשמונה מפסקים . S0 ÷ S7 ההדק D0במפתח–הפלט מחובר לנורית . L0 , LED מפתח–קלט שכתובתו S0 +5 V R D0 300H S1 +5 V R D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S7 +5 V R L0 מפתח–פלט שכתובתו R D0 301H איור לשאלה 7 להלן שני קטעי תכניות :קטע מתכנית בשפת Cוקטע מתכנית בשפת . Visual Basic המשך בעמוד 9 -9קטע מתכנית בשפת : C קטע מתכנית אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 1. ;int i,dataIN,c=0 ;)2.dataIN=Inp32(0×300 )3.for(i=0;i<8;i++ {4. 5. ;if (dataIN & 1==1)c++ ;6.dataIN=dataIN>>1 }7. ;)8.printf("c=%d",c )9.if(c%2==0 ;)10. Out32(0×301,1 11.else ;)12. Out32(0×301,0 בשפת :Visual Basic 1. Dim i As Integer, dataIN As Integer, c As Integer 2.c=0 3. )dataIN = Inp32(&H300 4. For i = 0 to 7 5. If(dataIN And 1) = 1 Then c = c + 1 6. dataIN = dataIN >> 1 7.Next 8. )MsgBox("c=" & c 9. If c Mod 2 = 0 Then )10. Out32(&H301,1 11.Else )12. Out32(&H301,0 13. End If בחר בקטע התכנית בשפת Cאו בקטע התכנית בשפת . Visual Basicציין את בחירתך בתחילת תשובתך במחברת הבחינה ,וענה על הסעיפים שלהלן: א .הסבר את ההוראות בהתאם לקטע התכנית שבחרת: * בקטע התכנית בשפת 9 , 6 , 5 , 2 : Cו– . 10 * בקטע התכנית בשפת 9 , 6 , 5 , 3 : Visual Basicו– . 10 ב .מהו תפקידה של הלולאה בשורות 3 ÷ 7בקטע התכנית בשפת Cאו בשורות 4 ÷ 7בקטע התכנית בשפת ? Visual Basic ג. נתון שהמפסקים S1 , S0ו– S4סגורים ,והמפסקים האחרים פתוחים .מה יופיע על צג המחשב ומה יהיה מצבו של ה– (ON / OFF) LEDלאחר הרצת התכנית? ד .פותחים את כל המפסקים .מה יופיע על צג המחשב ומה יהיה מצבו של לאחר הרצת התכנית? ה–(ON / OFF) LED המשך בעמוד 10 - 10 - אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 שאלה 8 באיור לשאלה 8נתון תרשים של מפתח–קלט שכתובתו 300Hומפתח–פלט שכתובתו . 301H הדקי מפתח–הקלט D0 ÷ D7מחוברים בהתאמה לשמונה מפסקים . S0 ÷ S7 מפתח–הפלט מחובר לתצוגת שבעה מקטעים ) (7–Segבחיבור ( CCקתודה משותפת). מפתח–קלט שכתובתו S0 +5 V R D0 300H S1 +5 V R D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S7 +5 V R תצוגת שבעה מקטעים בחיבור קתודה משותפת a b c g d f e a b c d e f g R R איור לשאלה 8 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 מפתח–פלט שכתובתו 301H המשך בעמוד 11 - 11 - אלקטרוניקה ומחשבים ג' ,קיץ תשע"ג סמל 815201 א .מה הערך שיש לספק למפתח–הפלט כדי להציג כל אחת מן הספרות 2 ,1 ,0ו–? 3 ב .כתוב תכנית בשפת–הסף של המיקרו–מעבד , 8086/88שתבצע את הפעולות שלהלן: .1 תקלוט לתוך האוגר ALאת מצב שמונת המפסקים המחוברים למפתח–הקלט. .2 תבודד את הסיביות D0ו– D1תוך כדי מיסוך הסיביות האחרות של האוגר . AL .3 תבדוק את מצב המפסקים S0ו– , S1ותציג בתצוגת שבעת המקטעים את הספרה המתאימה ,כמפורט להלן: .aאם S0סגור ו– S1סגור — תוצג הספרה . 3 .bאם S0פתוח ו– S1סגור — תוצג הספרה . 2 .cאם S0סגור ו– S1פתוח — תוצג הספרה . 1 .dאם S0פתוח ו– S1פתוח — תוצג הספרה . 0 שאלה 9 נתונה תת–שגרה הכתובה בשפת–הסף של המיקרו–מעבד . 8086/88לפני ביצוע התת–שגרה ,תוכן התא שכתובתו 200 Hהוא ). 10100001(2 MOV SI, 200H ]MOV AL, [SI MOV BL, 0 MOV CL, 8 ROR AL, 1 JNCXX ADDBL,1 DECCL JNZYY MOV SI,201H MOV [SI],BL RET א .הסבר את ההוראות שבשורות 1. 2. 3. 4. 5. YY: 6. 7. 8.XX: 9. 10. 11. 12. 9 ,5 ,2ו–. 10 ב .רשום את תוכן התא שכתובתו 201Hלאחר ביצוע התת–שגרה .היעזר בטבלת–מעקב אחר תכני האוגרים BL , ALו–. CL ג. הסבר מה מבצעת התת–שגרה. ד .מחליפים את ההוראה JNC XXשבשורה 6בהוראה . JC XXמה יהיה תוכן התא שכתובתו 201Hלאחר ביצוע התת–שגרה? נמק את תשובתך. בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל. אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך.