自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第1頁(yè)，共3頁(yè)甘肅警察職業(yè)學(xué)院

《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(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)字邏輯中，若要將一個(gè)格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼，以下哪種方法是正確的？（）A.直接轉(zhuǎn)換B.通過(guò)中間編碼轉(zhuǎn)換C.無(wú)法直接轉(zhuǎn)換D.以上都不對(duì)2、編碼器是一種常見(jiàn)的組合邏輯電路。以下關(guān)于編碼器功能的描述中，正確的是（）A.將二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為特定的信號(hào)B.把輸入的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)C.將一組輸入信號(hào)編碼為二進(jìn)制代碼D.對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大和整形3、若一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的輸入信號(hào)頻率為100kHz，經(jīng)過(guò)一個(gè)二分頻電路后，輸出信號(hào)的頻率是多少？（）A.50kHzB.200kHzC.100kHzD.不確定4、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號(hào)選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)控制信號(hào)為特定值時(shí)，如何確定輸出是哪個(gè)輸入數(shù)據(jù)？（）A.根據(jù)控制信號(hào)的二進(jìn)制值確定輸出B.根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的大小確定輸出C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷5、在數(shù)字邏輯中，同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路有不同的特點(diǎn)。假設(shè)我們正在比較這兩種電路。以下關(guān)于同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.同步時(shí)序電路使用統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制狀態(tài)的轉(zhuǎn)換B.異步時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不依賴于統(tǒng)一的時(shí)鐘，而是由輸入信號(hào)的變化直接觸發(fā)C.同步時(shí)序電路的速度比異步時(shí)序電路快，因?yàn)椴恍枰却斎胄盘?hào)的穩(wěn)定D.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)比同步時(shí)序電路簡(jiǎn)單，但容易出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)和不穩(wěn)定的情況6、對(duì)于一個(gè)用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的問(wèn)題，若函數(shù)包含4個(gè)變量，那么卡諾圖中最小項(xiàng)的個(gè)數(shù)是多少？（）A.8B.16C.32D.647、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8、數(shù)字電路中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。以下關(guān)于這些觸發(fā)器的功能描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘上升沿時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)四種功能C.T觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉(zhuǎn)D.這些觸發(fā)器可以通過(guò)外部連接和控制信號(hào)相互轉(zhuǎn)換9、在數(shù)字邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，假設(shè)一個(gè)電路在輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，由于不同路徑的延遲差異，可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯(cuò)誤脈沖。這種現(xiàn)象可能會(huì)影響電路的穩(wěn)定性和可靠性。為了避免或減少競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的影響，以下哪種措施是最為有效的？（）A.增加冗余項(xiàng)B.引入同步時(shí)鐘C.優(yōu)化電路布局D.降低電源電壓10、已知一個(gè)邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為F=AB+CD，若要用最少的與非門來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要幾個(gè)與非門？（）A.2B.3C.4D.511、在數(shù)字邏輯電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能對(duì)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加并產(chǎn)生進(jìn)位輸出的加法器，以下哪種集成電路芯片可能是最合適的選擇？（）A.74LS85B.74LS138C.74LS151D.74LS16112、若一個(gè)ROM有10根地址線，8根數(shù)據(jù)線，則其存儲(chǔ)容量為：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位13、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)14、在一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路中，若各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不同，可能會(huì)導(dǎo)致：（）A.速度加快B.功能錯(cuò)誤C.功耗降低D.穩(wěn)定性提高15、已知一個(gè)邏輯函數(shù)的表達(dá)式為F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對(duì)16、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A⊕B⊕C，最簡(jiǎn)的表達(dá)式為：（）A.ABC+A'B'C'B.AB'+A'BC.(A⊕B)⊕CD.A+B+C17、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯也發(fā)揮著重要的作用。以下關(guān)于數(shù)字通信中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.數(shù)字調(diào)制和解調(diào)可以通過(guò)數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)B.糾錯(cuò)編碼和解碼需要用到數(shù)字邏輯的運(yùn)算C.數(shù)字通信中的信號(hào)處理和傳輸都離不開(kāi)數(shù)字邏輯D.數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，不需要深入研究18、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)用于加密和解密的數(shù)字邏輯電路，需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的加密算法和邏輯運(yùn)算。加密和解密的過(guò)程要求高度的安全性和準(zhǔn)確性。為了確保加密電路的安全性和性能，以下哪個(gè)因素是在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)考慮的？（）A.邏輯門的速度B.電路的功耗C.加密算法的復(fù)雜度D.密鑰的管理和保護(hù)19、在數(shù)字邏輯中，三態(tài)門有著特殊的應(yīng)用。假設(shè)我們正在使用三態(tài)門構(gòu)建電路。以下關(guān)于三態(tài)門的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.三態(tài)門有高電平、低電平、高阻態(tài)三種輸出狀態(tài)B.三態(tài)門常用于實(shí)現(xiàn)總線結(jié)構(gòu)，允許多個(gè)設(shè)備共享數(shù)據(jù)總線C.當(dāng)三態(tài)門處于高阻態(tài)時(shí)，相當(dāng)于與總線斷開(kāi)連接D.三態(tài)門的控制信號(hào)只有一個(gè)，用于控制輸出狀態(tài)的切換20、對(duì)于一個(gè)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(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)大約為：（）A.12個(gè)B.24個(gè)C.48個(gè)D.不確定21、在數(shù)字邏輯中，乘法運(yùn)算可以通過(guò)移位和加法來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于乘法運(yùn)算的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用移位寄存器和加法器來(lái)構(gòu)建乘法器B.乘法運(yùn)算的速度取決于移位和加法的操作次數(shù)C.并行乘法器比串行乘法器的運(yùn)算速度快，但硬件復(fù)雜度高D.數(shù)字邏輯中的乘法運(yùn)算與數(shù)學(xué)中的乘法運(yùn)算完全相同，沒(méi)有任何區(qū)別22、考慮到一個(gè)數(shù)字信號(hào)的傳輸和接收系統(tǒng)，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼以提高傳輸效率和抗干擾能力。假設(shè)采用了曼徹斯特編碼方式，在接收端需要相應(yīng)的解碼電路來(lái)恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。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.無(wú)自同步能力D.抗干擾能力差23、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要存儲(chǔ)一組8位的數(shù)據(jù)。如果要實(shí)現(xiàn)這個(gè)存儲(chǔ)功能，并且能夠隨時(shí)讀取和寫入數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)器件是最合適的選擇？（）A.觸發(fā)器，能夠存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)B.寄存器，由多個(gè)觸發(fā)器組成，可以存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)C.計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)操作，也能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)D.移位寄存器，主要用于數(shù)據(jù)的移位操作24、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和信息的重要通道。以下關(guān)于總線特點(diǎn)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以連接多個(gè)設(shè)備B.總線的數(shù)據(jù)傳輸是并行的C.總線上的數(shù)據(jù)傳輸需要遵循特定的協(xié)議D.同一時(shí)刻只能有一個(gè)設(shè)備向總線發(fā)送數(shù)據(jù)25、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼，將編碼后的信號(hào)恢復(fù)為原始數(shù)據(jù)。以下哪種解碼器可能是最常用的？（）A.二進(jìn)制解碼器，將輸入的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出B.格雷碼解碼器，將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制C.BCD解碼器，將BCD碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制D.以上解碼器都很常用，取決于輸入編碼的類型二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中加法器和減法器的字長(zhǎng)擴(kuò)展方法和精度損失問(wèn)題，通過(guò)實(shí)際計(jì)算分析其影響。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步電路的脈沖模式，以及其應(yīng)用場(chǎng)景。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中比較器的精度和速度之間的權(quán)衡，舉例說(shuō)明在不同應(yīng)用中對(duì)比較器性能的要求。4、（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)數(shù)字信號(hào)的加密和解密的硬件優(yōu)化，分析優(yōu)化方法和性能提升。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)能對(duì)輸入的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)的電路，輸出校驗(yàn)結(jié)果，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫(huà)出邏輯圖。2、（本題5分）利用加法器和譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)三位格雷碼相加并譯碼輸出的電路，畫(huà)出邏輯圖和運(yùn)算過(guò)程。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠判斷輸入的10位二進(jìn)制數(shù)是否為水仙花數(shù)（即每個(gè)位上的數(shù)字的n次冪之和等于該數(shù)，n為該數(shù)字所在的位數(shù)），輸出結(jié)果為1表示是，0表示否，畫(huà)出邏輯電路圖。4、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)循環(huán)移位和計(jì)數(shù)的電路，畫(huà)出邏輯圖和工作原理。5、（本題5分）用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)延遲一定時(shí)鐘周期輸出的電路，畫(huà)出邏輯圖和時(shí)序圖。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）使用比較器和鎖存器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的邊沿檢測(cè)和數(shù)據(jù)鎖存。分析邊沿檢測(cè)的原理和鎖存器的工作方式，以及如何在電路中準(zhǔn)確地捕捉信號(hào)的上升沿或