站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學號：凡年級專業(yè)、姓名、學號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記。…………密………………封………………線…………第1頁，共2頁重慶電子工程職業(yè)學院《數(shù)字邏輯設(shè)計》2024-2025學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、已知一個邏輯函數(shù)F=A⊕B⊕C，若A=1，B=0，C=1，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對2、對于一個同步時序邏輯電路，若時鐘脈沖的頻率為100MHz，那么其狀態(tài)更新的周期是多少納秒？（）A.10B.100C.1000D.100003、數(shù)字邏輯中的全加器可以實現(xiàn)兩個二進制數(shù)和一個進位的相加。一個全加器的輸入為A=1，B=1，進位C_in=1，那么輸出的和S和進位C_out分別是多少？（）A.S=1，C_out=1B.S=0，C_out=1C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷4、已知一個數(shù)字電路的功耗主要由靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗組成，當電路的工作頻率增加時，哪種功耗會顯著增加？（）A.靜態(tài)功耗B.動態(tài)功耗C.靜態(tài)和動態(tài)功耗都會增加D.靜態(tài)和動態(tài)功耗都不變5、考慮到一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘信號生成，時鐘的穩(wěn)定性和準確性對于整個系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。假設(shè)需要設(shè)計一個能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時鐘信號的電路，同時要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時鐘生成技術(shù)在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器6、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率為50MHz，要實現(xiàn)一個周期為40ns的信號，需要經(jīng)過幾級計數(shù)器分頻？（）A.2B.3C.4D.57、在數(shù)字邏輯中，奇偶發(fā)生器和奇偶校驗器用于處理數(shù)據(jù)的奇偶性。假設(shè)我們正在使用奇偶發(fā)生器和校驗器。以下關(guān)于奇偶發(fā)生器和校驗器的描述，哪一項是不正確的？（）A.奇偶發(fā)生器根據(jù)輸入數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的奇偶位，使整個數(shù)據(jù)的奇偶性符合要求B.奇偶校驗器檢查輸入數(shù)據(jù)的奇偶性是否正確，如果不正確則輸出錯誤信號C.奇偶發(fā)生器和校驗器可以使用邏輯門電路實現(xiàn)D.奇偶發(fā)生器和校驗器在任何情況下都能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕^對正確性，不會出現(xiàn)誤判8、在數(shù)字電路中，若要存儲8位的數(shù)據(jù)，以下哪種存儲器件是合適的選擇？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是9、對于一個12位的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，完成一次轉(zhuǎn)換所需的時鐘脈沖個數(shù)大約為：（）A.12個B.24個C.48個D.不確定10、對于一個基本的RS觸發(fā)器，當R=1，S=0時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將是：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定11、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，需要將邏輯表達式化簡以減少邏輯門的數(shù)量。假設(shè)一個邏輯表達式為F=AB+AC+BC，以下哪種化簡方法能夠得到最簡形式？（）A.運用布爾代數(shù)定律B.卡諾圖法C.公式推導法D.以上方法都可以12、在數(shù)字邏輯中，已知一個JK觸發(fā)器的J=1，K=0，在時鐘脈沖的上升沿到來時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)13、考慮數(shù)字電路中的乘法運算，假設(shè)要實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的乘法。以下哪種方法在硬件實現(xiàn)上可能較為復雜但速度較快？（）A.移位相加法B.陣列乘法器C.基于加法器的迭代乘法D.以上方法復雜度相近14、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的傳輸和控制。假設(shè)我們正在研究它們的工作方式。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的描述，哪一項是不準確的？（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)按照控制信號分配到多個輸出端C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器可以由邏輯門和觸發(fā)器構(gòu)建D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能是相互獨立的，不能相互轉(zhuǎn)換15、用3線-8線譯碼器和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B'C+ABC'，需要幾片譯碼器？（）A.1B.2C.3D.416、在數(shù)字邏輯的組合邏輯電路設(shè)計中，假設(shè)要實現(xiàn)一個函數(shù)F=AB+CD，其中A、B、C、D是輸入變量。以下哪種邏輯門的組合最適合用來構(gòu)建這個電路？（）A.與門和或門B.或門和非門C.與非門和或非門D.異或門和同或門17、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當輸入R=0，S=0時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將保持不變，那么以下哪種情況可能導致輸出狀態(tài)的不確定？（）A.輸入同時變?yōu)镽=1，S=1B.輸入變?yōu)镽=1，S=0C.輸入變?yōu)镽=0，S=1D.以上都不是18、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用場景中，以下關(guān)于計算機存儲系統(tǒng)的描述，錯誤的是（）A.內(nèi)存和外存都使用數(shù)字邏輯來實現(xiàn)存儲和讀寫操作B.閃存是一種非易失性存儲介質(zhì)，基于數(shù)字邏輯原理工作C.存儲系統(tǒng)的性能主要取決于存儲容量，與數(shù)字邏輯無關(guān)D.數(shù)字邏輯在存儲系統(tǒng)的地址譯碼和數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮重要作用19、已知一個JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為1，在時鐘脈沖的下降沿，觸發(fā)器的狀態(tài)會怎樣變化？（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持不變20、計數(shù)器不僅可以進行加法計數(shù)，還可以進行減法計數(shù)或者可逆計數(shù)。在一個可逆計數(shù)器中，可以通過控制信號來決定計數(shù)的方向。當控制信號為1時進行加法計數(shù)，為0時進行減法計數(shù)。假設(shè)初始值為5，控制信號先為1計數(shù)3次，再為0計數(shù)2次，計數(shù)器的最終值為：（）A.6B.7C.8D.921、對于一個JK觸發(fā)器，當J=1，K=0，在時鐘脈沖上升沿作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持22、在數(shù)字電路的邏輯門延遲分析中，假設(shè)一個組合邏輯電路由多個邏輯門組成，輸入信號經(jīng)過這些門的傳播延遲會影響電路的性能。以下哪種因素對邏輯門延遲的影響最大？（）A.邏輯門的類型B.輸入信號的變化頻率C.電路的復雜度D.電源電壓的穩(wěn)定性23、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達式的化簡是一項重要的工作。以下關(guān)于邏輯表達式化簡方法的描述中，錯誤的是（）A.可以使用公式法進行化簡B.卡諾圖法只能用于化簡與或表達式C.代數(shù)法化簡需要熟練掌握邏輯運算的規(guī)則D.無論使用哪種方法，化簡的結(jié)果應(yīng)該是唯一的24、在數(shù)字邏輯的總線結(jié)構(gòu)中，假設(shè)一個系統(tǒng)有多組數(shù)據(jù)需要通過同一組總線傳輸。為了避免數(shù)據(jù)沖突，以下哪種機制是常用的解決方案？（）A.三態(tài)門B.鎖存器C.寄存器D.計數(shù)器25、在一個多位數(shù)字比較器中，如果要比較兩個8位的二進制數(shù)，需要多少個基本比較單元？（）A.8B.16C.64D.256二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何利用異步電路實現(xiàn)低功耗設(shè)計。2、（本題5分）詳細闡述在移位寄存器的應(yīng)用擴展中，如在數(shù)據(jù)緩存和流水線中的使用。3、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中移位寄存器的移位方向控制和數(shù)據(jù)流向管理，舉例說明在數(shù)據(jù)流向控制中的應(yīng)用。4、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字電路的老化測試中，測試的條件和對電路可靠性的評估。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個能檢測輸入的6位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)的3個1的邏輯電路，給出邏輯表達式和電路實現(xiàn)。2、（本題5分）設(shè)計一個能判斷輸入的5位二進制數(shù)是否為回文數(shù)（即正讀反讀都一樣）的邏輯電路，給出設(shè)計思路和電路實現(xiàn)。3、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將7位二進制輸入信號譯碼為128個輸出信號。4、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個能實現(xiàn)狀態(tài)循環(huán)切換且具有暫停功能的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。5、（本題5分）使用計數(shù)器和移位寄存器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的循環(huán)存儲和讀取的電路，畫出邏輯圖和工作原理。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用加法器和邏輯門設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對二進制補碼的加減運算。分析補碼運算的規(guī)則和電路實現(xiàn)，考慮符號位的處理和溢出判斷，以及如何優(yōu)化補碼運算的速度和準確性。2、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字