學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京舞蹈學(xué)院

《數(shù)字模型設(shè)計與制作》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的奇偶校驗碼時，假設(shè)要對一組8位數(shù)據(jù)進行奇偶校驗。以下關(guān)于奇偶校驗的作用和特點，哪個描述是準(zhǔn)確的（）A.只能檢測奇數(shù)個錯誤B.能糾正數(shù)據(jù)中的錯誤C.奇偶校驗位的位置是固定的D.增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設(shè)計目標(biāo)。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門3、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡與或表達式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'4、對于一個JK觸發(fā)器，當(dāng)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5、在數(shù)字邏輯中，若要將兩個8位二進制數(shù)相減，并產(chǎn)生借位輸出，以下哪種組合邏輯門較為合適？（）A.異或門和與門B.同或門和或門C.與非門和或非門D.減法器和與門6、在數(shù)字邏輯電路的測試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時監(jiān)測多個信號，并以圖形的方式顯示信號的變化。邏輯分析儀的主要優(yōu)點包括：（）A.只能處理低速信號B.不能存儲大量的數(shù)據(jù)C.能夠快速準(zhǔn)確地捕捉和分析信號D.價格昂貴，不適合一般應(yīng)用7、在數(shù)字邏輯電路中，競爭冒險可能會在多個輸入信號同時變化時產(chǎn)生。為了判斷一個邏輯電路是否存在競爭冒險，可以通過觀察邏輯表達式或者繪制波形圖來進行。以下關(guān)于競爭冒險判斷的描述，錯誤的是：（）A.只要邏輯表達式中存在變量的互補形式，就一定存在競爭冒險B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說明存在競爭冒險C.增加冗余項可以消除競爭冒險D.競爭冒險不會影響電路的邏輯功能8、在數(shù)字邏輯電路中，假設(shè)我們要設(shè)計一個加法器來計算兩個4位二進制數(shù)的和?？紤]到速度和復(fù)雜度的平衡，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)通常是較為理想的選擇？（）A.半加器級聯(lián)B.全加器級聯(lián)C.并行加法器D.串行加法器9、對于一個同步置數(shù)的計數(shù)器，在置數(shù)信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)會立即變?yōu)轭A(yù)置的數(shù)值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對10、對于一個同步時序邏輯電路，其輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還取決于：（）A.上一時刻的輸入B.上一時刻的輸出C.內(nèi)部狀態(tài)D.時鐘脈沖頻率11、對于一個16進制計數(shù)器，要實現(xiàn)從0計數(shù)到F，需要多少個時鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.3212、二進制編碼是數(shù)字系統(tǒng)中表示信息的重要方式。關(guān)于二進制編碼，以下說法不正確的是（）A.8421碼是一種常見的有權(quán)碼B.格雷碼相鄰兩個編碼之間只有一位不同C.余3碼是一種無權(quán)碼D.無論采用哪種編碼方式，都能唯一表示所有的十進制數(shù)13、在數(shù)字電路中，異步時序電路與同步時序電路相比，具有一些不同的特點。假設(shè)一個異步計數(shù)器，其計數(shù)速度可能會受到以下哪個因素的影響？（）A.時鐘信號的頻率B.觸發(fā)器的類型C.各觸發(fā)器之間的延遲差異D.計數(shù)器的初始值14、考慮一個數(shù)字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應(yīng)速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優(yōu)化電路的布線，減少信號傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門器件C.減少電路中的級數(shù)和中間環(huán)節(jié)D.以上方法都可以有效地減小延遲15、在數(shù)字電路中，若要將一個頻率為100kHz的矩形波信號分頻為10kHz的矩形波信號，應(yīng)采用哪種計數(shù)器？（）A.十進制計數(shù)器B.二進制計數(shù)器C.八進制計數(shù)器D.十六進制計數(shù)器二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何利用時鐘使能信號控制電路的工作狀態(tài)，節(jié)省功耗。2、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進行存儲器的擴展，包括位擴展和字擴展。3、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個乘法器，考慮不同的乘法算法。4、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯設(shè)計中如何利用時序分析工具檢查電路的時序是否滿足要求。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對生物醫(yī)學(xué)信號（如心電圖、腦電圖等）的采集和處理。仔細分析生物醫(yī)學(xué)信號的特點和處理要求，解釋電路中各個模塊的功能和實現(xiàn)方式，探討如何提高信號質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號去噪電路，例如基于小波變換的去噪。深入分析去噪算法的邏輯實現(xiàn)和效果，解釋如何選擇合適的小波基和閾值，研究在不同信號類型中的應(yīng)用。3、（本題5分）使用譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個數(shù)字電路，實現(xiàn)對多個輸入信號的選擇和輸出。分析譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的工作原理，以及如何根據(jù)輸入的控制信號正確地選擇和輸出所需的信號。4、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)中的時鐘分配網(wǎng)絡(luò)，需要將一個主時鐘信號分配到多個子模塊。分析時鐘分配的要求和挑戰(zhàn)，如時鐘偏差和抖動。設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)時鐘的分配和同步，探討如何保證各個子模塊能夠準(zhǔn)確地接收和使用時鐘信號。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于檢測一個8位二進制數(shù)中1的個數(shù)是否大于4。詳細闡述設(shè)計思路，通過邏輯表達式和真值表進行分析，并畫出邏輯電路圖。探討該電路在數(shù)據(jù)統(tǒng)計和條件判斷中的應(yīng)用和擴展。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10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