學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡(jiǎn)的與非-與非表達(dá)式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'2、已知邏輯函數(shù)F=AB+AC'+BC，其最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.AB+AC'B.AC'+BCC.AB+BCD.以上都不對(duì)3、對(duì)于一個(gè)T觸發(fā)器，當(dāng)T=1時(shí)，在時(shí)鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)4、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)的CPU設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的領(lǐng)域。以下關(guān)于CPU中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.CPU中的算術(shù)邏輯單元（ALU）使用數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算B.控制單元通過(guò)數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生控制信號(hào)，協(xié)調(diào)CPU的工作C.CPU的性能主要取決于數(shù)字邏輯電路的速度和復(fù)雜度D.CPU的設(shè)計(jì)與數(shù)字邏輯的知識(shí)無(wú)關(guān)，只需要考慮軟件的需求5、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)6、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門B.或門C.非門D.觸發(fā)器7、在組合邏輯電路中，若輸入信號(hào)A從0變?yōu)?，同時(shí)輸入信號(hào)B從1變?yōu)?，而輸出信號(hào)在這個(gè)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生變化，可能的原因是？（）A.存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤C.輸出與輸入無(wú)關(guān)D.以上都有可能8、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序邏輯電路，若要實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達(dá)式C.真值表D.卡諾圖9、在邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中，使用卡諾圖化簡(jiǎn)法時(shí)，若相鄰的最小項(xiàng)可以合并，那么合并后消去的變量是：（）A.相同的變量B.不同的變量C.任意變量D.取決于具體情況10、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的組合邏輯電路。以下關(guān)于它們的描述，錯(cuò)誤的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)選擇控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)按照指定的方式分配到多個(gè)輸出端C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能可以相互轉(zhuǎn)換，通過(guò)改變輸入和輸出的連接方式D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在實(shí)際應(yīng)用中很少使用，對(duì)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)影響不大11、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的公共通道。關(guān)于總線的特點(diǎn)和類型，以下說(shuō)法不正確的是（）A.總線可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線B.總線的帶寬決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣菴.并行總線比串行總線的數(shù)據(jù)傳輸速度快D.總線上的設(shè)備可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)12、在數(shù)字電路中，同步時(shí)序邏輯電路和異步時(shí)序邏輯電路各有特點(diǎn)。以下關(guān)于它們的比較，不正確的是（）A.同步時(shí)序邏輯電路的工作速度通常比異步時(shí)序邏輯電路快B.異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)比同步時(shí)序邏輯電路簡(jiǎn)單C.同步時(shí)序邏輯電路的抗干擾能力比異步時(shí)序邏輯電路強(qiáng)D.異步時(shí)序邏輯電路不存在時(shí)鐘偏移問(wèn)題，而同步時(shí)序邏輯電路存在13、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)觸發(fā)器組成的同步時(shí)序電路，若其中一個(gè)觸發(fā)器出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)整個(gè)電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯(cuò)誤結(jié)果D.以上都有可能14、在數(shù)字邏輯電路的面積優(yōu)化中，假設(shè)給定一個(gè)功能需求，需要在滿足性能要求的前提下盡量減小芯片面積?？梢酝ㄟ^(guò)邏輯化簡(jiǎn)、資源共享和架構(gòu)優(yōu)化等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下哪種方法在面積優(yōu)化中通常能夠帶來(lái)最大的節(jié)??？（）A.邏輯門級(jí)的優(yōu)化B.功能模塊的復(fù)用C.算法層面的改進(jìn)D.選擇更小尺寸的晶體管15、在數(shù)字邏輯的時(shí)序邏輯電路中，觸發(fā)器是存儲(chǔ)單元。假設(shè)一個(gè)D觸發(fā)器的D輸入端在時(shí)鐘上升沿之前為高電平，在上升沿時(shí)變?yōu)榈碗娖?。以下關(guān)于觸發(fā)器輸出端Q的狀態(tài)變化，哪個(gè)是正確的（）A.Q在上升沿變?yōu)楦唠娖紹.Q在上升沿變?yōu)榈碗娖紺.Q保持原來(lái)的狀態(tài)不變D.Q的狀態(tài)不確定16、加法器是數(shù)字電路中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述，不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位B.全加器考慮低位的進(jìn)位C.串行加法器的運(yùn)算速度比并行加法器快D.可以通過(guò)多個(gè)全加器級(jí)聯(lián)構(gòu)成多位加法器17、非門是實(shí)現(xiàn)邏輯取反功能的邏輯門。對(duì)于非門的特性，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.非門的邏輯表達(dá)式為Y=?AB.非門可以由三極管構(gòu)成C.非門的輸入和輸出之間存在一定的時(shí)間延遲，這個(gè)延遲通?？梢院雎圆挥?jì)D.非門的輸出電平總是與輸入電平相反，沒(méi)有其他可能的輸出狀態(tài)18、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)采用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示整數(shù)，那么其能表示的數(shù)值范圍是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25519、對(duì)于一個(gè)異步清零的計(jì)數(shù)器，清零信號(hào)的有效時(shí)間應(yīng)該滿足什么條件？（）A.小于時(shí)鐘周期B.大于時(shí)鐘周期C.與時(shí)鐘周期無(wú)關(guān)D.以上都不對(duì)20、在數(shù)字邏輯電路中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)用于判斷一個(gè)三位二進(jìn)制數(shù)是否能被3整除的組合邏輯電路。以下哪種方法可能是實(shí)現(xiàn)該電路的有效途徑（）A.使用卡諾圖進(jìn)行邏輯化簡(jiǎn)B.直接通過(guò)邏輯門搭建，不進(jìn)行任何化簡(jiǎn)C.采用中規(guī)模集成電路，如譯碼器D.以上方法都不可行21、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)電路的性能進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。性能指標(biāo)包括延遲、功耗、面積等。為了降低延遲，可以采用流水線技術(shù)。以下關(guān)于流水線技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以提高系統(tǒng)的吞吐量B.會(huì)增加系統(tǒng)的硬件復(fù)雜度C.每個(gè)階段的處理時(shí)間必須相同D.可以減少每個(gè)指令的執(zhí)行時(shí)間22、一個(gè)4位的并行加法器，若采用先行進(jìn)位方式，其運(yùn)算速度比串行進(jìn)位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.無(wú)法比較23、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。在這個(gè)過(guò)程中，首先需要進(jìn)行采樣和量化。如果要提高數(shù)字化的精度，以下哪種措施是關(guān)鍵的？（）A.增加采樣頻率B.提高量化的位數(shù)C.優(yōu)化采樣保持電路D.以上措施都對(duì)提高精度有同等重要的作用24、數(shù)字邏輯中的鎖存器可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。假設(shè)一個(gè)透明鎖存器，當(dāng)使能信號(hào)為高電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)可以通過(guò)鎖存器。如果使能信號(hào)一直為高電平，輸入數(shù)據(jù)頻繁變化，以下哪種情況可能會(huì)導(dǎo)致輸出不穩(wěn)定？（）A.鎖存器的響應(yīng)速度慢B.輸入信號(hào)的噪聲C.電源電壓波動(dòng)D.以上情況都可能25、對(duì)于一個(gè)8位的串行加法器，完成一次加法運(yùn)算所需的時(shí)間是并行加法器的：（）A.8倍B.1/8C.2倍D.1/2二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步計(jì)數(shù)器的同步加載功能。2、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器的初始狀態(tài)設(shè)置和復(fù)位方式，以及對(duì)計(jì)數(shù)過(guò)程的影響。3、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說(shuō)明如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL），分析其工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。4、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的讀寫(xiě)操作過(guò)程和控制信號(hào)，舉例說(shuō)明其在數(shù)據(jù)緩存中的應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器74LS161設(shè)計(jì)一個(gè)模6的計(jì)數(shù)器，畫(huà)出邏輯電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、（本題5分）用VerilogHDL描述一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)移位和存儲(chǔ)功能的模塊，具有多種移位模式和存儲(chǔ)方式。3、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生按位取反數(shù)字序列的電路，畫(huà)出邏輯圖和控制信號(hào)。4、（本題5分）利用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)移位寄存功能的電路，可實(shí)現(xiàn)左移、右移和并行輸入，畫(huà)出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。5、（本題5分）利用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)特定的編碼轉(zhuǎn)換功能。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）使用比較器和邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小比較，并輸出比較結(jié)果。分析比較器的工作原理和邏輯表達(dá)式的推導(dǎo)，以及如何優(yōu)化比較電路的速度和面積。2、（本題