裝訂線裝訂線PAGE2第1頁(yè)，共3頁(yè)山西晉中理工學(xué)院《數(shù)字電路與系統(tǒng)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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)字邏輯的發(fā)展中，新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢(shì)的描述，不正確的是（）A.集成度越來(lái)越高，芯片功能越來(lái)越強(qiáng)大B.功耗越來(lái)越低，性能越來(lái)越高C.設(shè)計(jì)方法越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)者的要求越來(lái)越低D.應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，與其他學(xué)科的交叉融合越來(lái)越緊密2、考慮數(shù)字電路中的比較器，假設(shè)需要比較兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的大小。以下哪種比較器結(jié)構(gòu)在速度和復(fù)雜度上能夠取得較好的平衡？（）A.串行比較器B.并行比較器C.分級(jí)比較器D.以上比較器均可3、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，假設(shè)我們正在構(gòu)建一個(gè)用于控制工業(yè)生產(chǎn)線的邏輯系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要根據(jù)多個(gè)傳感器的輸入信號(hào)來(lái)決定生產(chǎn)線的啟動(dòng)、停止和速度調(diào)整。其中，傳感器提供的信號(hào)包括溫度、壓力和位置等信息。為了準(zhǔn)確處理這些輸入并生成相應(yīng)的控制信號(hào)，需要選擇合適的邏輯門(mén)組合。以下哪種邏輯門(mén)組合最有可能滿足這個(gè)復(fù)雜的控制需求？（）A.與門(mén)和或門(mén)B.或門(mén)和非門(mén)C.與非門(mén)和或非門(mén)D.異或門(mén)和同或門(mén)4、已知一個(gè)10位的A/D轉(zhuǎn)換器，輸入模擬電壓范圍為0-5V，若輸入電壓為2.5V，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量大約是多少？（）A.512B.256C.1024D.以上都不對(duì)5、在數(shù)字邏輯的時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)中，狀態(tài)圖是一種重要的設(shè)計(jì)工具。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的控制電路，使用狀態(tài)圖可以清晰地描述電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出。以下關(guān)于狀態(tài)圖的作用和繪制方法，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.狀態(tài)圖只能表示有限個(gè)狀態(tài)B.狀態(tài)圖不能反映輸出的變化C.繪制狀態(tài)圖不需要考慮輸入條件D.狀態(tài)圖可以幫助設(shè)計(jì)人員直觀理解電路的行為6、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。一個(gè)8位左移寄存器，當(dāng)輸入為特定的二進(jìn)制數(shù)時(shí)，經(jīng)過(guò)多次時(shí)鐘脈沖后，輸出會(huì)發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)B.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變7、對(duì)于一個(gè)由與門(mén)和或門(mén)組成的組合邏輯電路，若輸入信號(hào)發(fā)生變化，輸出信號(hào)的變化是否存在延遲？（）A.是B.否C.不確定D.取決于電路結(jié)構(gòu)8、在一個(gè)數(shù)字電路中，出現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出出現(xiàn)了不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下哪種方法可能是最有效地消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？（）A.增加冗余項(xiàng)，修改邏輯表達(dá)式B.接入濾波電容，消除尖峰脈沖C.選擇速度更快的邏輯門(mén)D.以上方法結(jié)合使用9、在數(shù)字邏輯中，要用PAL（可編程陣列邏輯）實(shí)現(xiàn)一個(gè)3輸入3輸出的邏輯函數(shù)，需要多少個(gè)可編程的或陣列單元？（）A.3B.6C.9D.1810、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的觸發(fā)方式有多種。以下關(guān)于觸發(fā)器觸發(fā)方式的描述中，不正確的是（）A.電平觸發(fā)方式在觸發(fā)信號(hào)為高電平時(shí)有效B.邊沿觸發(fā)方式在上升沿或下降沿時(shí)有效C.主從觸發(fā)方式可以避免空翻現(xiàn)象D.所有的觸發(fā)器都可以采用以上三種觸發(fā)方式11、在數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)中，建立真值表是重要的步驟之一。以下關(guān)于真值表作用的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以直觀地反映輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系B.有助于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)C.是設(shè)計(jì)數(shù)字電路的唯一依據(jù)D.可以驗(yàn)證邏輯電路的功能是否正確12、若一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為50MHz，經(jīng)過(guò)一個(gè)四分頻電路后，輸出信號(hào)的周期是多少？（）A.80nsB.40nsC.20nsD.10ns13、在數(shù)字邏輯電路的可測(cè)試性設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的集成電路需要進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試和故障診斷。為了提高測(cè)試效率和覆蓋率，需要在設(shè)計(jì)階段考慮可測(cè)試性結(jié)構(gòu)的插入。以下哪種可測(cè)試性結(jié)構(gòu)對(duì)于大規(guī)模集成電路的測(cè)試最為有效？（）A.掃描鏈B.邊界掃描C.內(nèi)置自測(cè)試（BIST）D.以上都是14、在數(shù)字邏輯中，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的時(shí)序邏輯電路，需要判斷其是否能夠正常工作并且滿足設(shè)計(jì)要求。以下哪種方法是最有效的驗(yàn)證手段？（）A.功能仿真，通過(guò)軟件模擬電路行為B.硬件測(cè)試，實(shí)際搭建電路進(jìn)行測(cè)試C.理論分析，根據(jù)邏輯關(guān)系推斷D.依靠經(jīng)驗(yàn)判斷，不進(jìn)行具體測(cè)試15、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)4位并行輸入的數(shù)值轉(zhuǎn)換為串行輸出，需要使用以下哪種電路？（）A.計(jì)數(shù)器B.編碼器C.譯碼器D.移位寄存器16、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)輸入的串行數(shù)據(jù)進(jìn)行并行轉(zhuǎn)換。如果輸入數(shù)據(jù)的速率較高，為了能夠準(zhǔn)確地完成轉(zhuǎn)換，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用移位寄存器，逐步移位并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.使用計(jì)數(shù)器結(jié)合邏輯門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換C.先將串行數(shù)據(jù)緩存，然后一次性進(jìn)行轉(zhuǎn)換D.以上方法都無(wú)法滿足高速轉(zhuǎn)換的要求17、在數(shù)字電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，假設(shè)一個(gè)組合邏輯電路的輸入發(fā)生變化時(shí)，輸出出現(xiàn)了短暫的不正確脈沖。以下哪種方法最常用于消除這種競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計(jì)C.增加冗余項(xiàng)D.降低電源電壓18、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19、在一個(gè)數(shù)字電路中，使用了組合邏輯和時(shí)序邏輯。關(guān)于組合邏輯和時(shí)序邏輯的區(qū)別，以下哪種描述是正確的？（）A.組合邏輯的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，時(shí)序邏輯的輸出取決于輸入和之前的狀態(tài)B.組合邏輯使用觸發(fā)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，時(shí)序邏輯使用邏輯門(mén)進(jìn)行運(yùn)算C.組合邏輯的響應(yīng)速度比時(shí)序邏輯快D.以上描述都不正確20、在數(shù)字電路中，需要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼以提高傳輸效率和抗干擾能力。假設(shè)采用曼徹斯特編碼方式傳輸一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列，以下關(guān)于曼徹斯特編碼的特點(diǎn)，哪個(gè)描述是正確的？（）A.每個(gè)時(shí)鐘周期都有跳變B.編碼效率高C.容易實(shí)現(xiàn)同步D.抗干擾能力差21、數(shù)字邏輯是計(jì)算機(jī)科學(xué)和電子工程的重要基礎(chǔ)，它主要研究數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與分析。在數(shù)字邏輯中，二進(jìn)制數(shù)是最基本的數(shù)值表示形式。以下關(guān)于二進(jìn)制數(shù)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.二進(jìn)制數(shù)只有0和1兩個(gè)數(shù)字B.二進(jìn)制數(shù)的位權(quán)是2的冪次方C.二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)可以通過(guò)位權(quán)展開(kāi)相加的方法D.二進(jìn)制數(shù)在進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算時(shí)，規(guī)則比十進(jìn)制數(shù)簡(jiǎn)單，所以在所有情況下都更適合進(jìn)行計(jì)算22、在數(shù)字邏輯中，鎖存器和觸發(fā)器都可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但它們?cè)诠ぷ鞣绞缴嫌幸欢ǖ膮^(qū)別。鎖存器在使能信號(hào)有效時(shí)，數(shù)據(jù)可以隨時(shí)寫(xiě)入；而觸發(fā)器只有在時(shí)鐘沿到來(lái)時(shí)，數(shù)據(jù)才會(huì)被寫(xiě)入。以下關(guān)于鎖存器和觸發(fā)器的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.鎖存器的抗干擾能力比觸發(fā)器強(qiáng)B.觸發(fā)器比鎖存器更適合用于同步系統(tǒng)C.鎖存器和觸發(fā)器都可以用于存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)D.鎖存器的功耗一般比觸發(fā)器低23、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于判斷一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。以下哪種邏輯表達(dá)式可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數(shù)，否則為偶數(shù)B.計(jì)算所有位的和，若為奇數(shù)則輸入為奇數(shù)，否則為偶數(shù)C.對(duì)高4位和低4位分別進(jìn)行判斷，綜合得出結(jié)果D.以上方法都不正確，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單邏輯判斷奇偶性24、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器常常一起使用。一個(gè)8線-3線編碼器和一個(gè)3線-8線譯碼器連接在一起，當(dāng)編碼器輸入為特定值時(shí)，譯碼器的輸出會(huì)是什么？（）A.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的高電平輸出B.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無(wú)關(guān)25、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理，舉例說(shuō)明常見(jiàn)傳感器接口的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的同步電路的時(shí)鐘偏差，以及對(duì)電路的影響和解決方法。3、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中如何分析邏輯電路的功耗分布，找出主要的功耗來(lái)源。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的自啟動(dòng)特性和設(shè)計(jì)方法，通過(guò)具體例子說(shuō)明如何確保計(jì)數(shù)器能夠從任意初始狀態(tài)進(jìn)入有效計(jì)數(shù)狀態(tài)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘的秒計(jì)數(shù)器模塊，采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)方式，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)位功能，畫(huà)出邏輯電路圖。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器，將16個(gè)輸入信號(hào)編碼為4位二進(jìn)制輸出信號(hào)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器，將512個(gè)輸入信號(hào)編碼為9位二進(jìn)制輸出信號(hào)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)19位二進(jìn)制數(shù)是否為特定類型的合數(shù)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)128位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)3位的加法計(jì)數(shù)器，具有異步清零和同步置數(shù)功能。詳細(xì)描述各功能的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)邏輯表達(dá)式和時(shí)序圖進(jìn)行分析，并畫(huà)出邏輯電路圖。