自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁綿陽師范學(xué)院《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2024-2025學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在一個8位的數(shù)字加法器中，如果發(fā)生了進(jìn)位溢出，那么這個溢出標(biāo)志位應(yīng)該是第幾位？（）A.第8位B.第9位C.第7位D.第6位2、在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，數(shù)字邏輯可以用于圖像的采集、存儲和處理。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用，錯誤的是（）A.圖像傳感器輸出的模擬信號可以通過數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號B.數(shù)字邏輯可以用于圖像的壓縮和加密，提高圖像的傳輸和存儲效率C.圖像的濾波、邊緣檢測等處理算法可以完全由數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)D.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要是輔助性的，不是核心部分3、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，其中的時序邏輯電路出現(xiàn)了不穩(wěn)定的輸出。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)是由于時鐘信號的抖動導(dǎo)致的。為了減少時鐘抖動的影響，以下哪種方法是可行的？（）A.使用更穩(wěn)定的時鐘源B.增加時鐘的緩沖級數(shù)C.對時鐘信號進(jìn)行濾波處理D.以上方法都可以有效地減少時鐘抖動的影響4、已知一個8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當(dāng)輸入地址為101時，輸出的數(shù)據(jù)是哪個輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個B.第3個C.第5個D.第7個5、當(dāng)設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路來比較兩個4位二進(jìn)制數(shù)的大小關(guān)系時，以下哪種電路結(jié)構(gòu)和邏輯門的組合可能是最有效的（）A.使用多個比較器級聯(lián)B.僅使用與門和或門C.通過加法器計算差值判斷D.以上方法都效率低下6、編碼器能夠?qū)⑤斎氲男盘栟D(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。對于編碼器的工作原理和特點，以下敘述不正確的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時，可能會產(chǎn)生錯誤輸出B.優(yōu)先編碼器會對輸入信號的優(yōu)先級進(jìn)行判斷C.編碼器可以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號D.編碼器的輸出編碼位數(shù)取決于輸入信號的數(shù)量7、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率為100MHz，若要產(chǎn)生一個周期為10μs的脈沖信號，需要幾級分頻電路？（）A.5B.6C.7D.88、對于一個采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)，高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0。當(dāng)輸入信號為0110時，經(jīng)過一個非門后的輸出信號是？（）A.1001B.1100C.0011D.10109、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個計數(shù)器能夠從0計數(shù)到15，然后重新從0開始計數(shù)。為了實現(xiàn)這個功能，以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.同步計數(shù)器，計數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計數(shù)器，每個狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律10、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(jìn)制計數(shù)器B.二進(jìn)制計數(shù)器C.八進(jìn)制計數(shù)器D.十六進(jìn)制計數(shù)器11、在數(shù)字邏輯電路的可測試性設(shè)計中，假設(shè)一個復(fù)雜的集成電路需要進(jìn)行生產(chǎn)測試和故障診斷。為了提高測試效率和覆蓋率，需要在設(shè)計階段考慮可測試性結(jié)構(gòu)的插入。以下哪種可測試性結(jié)構(gòu)對于大規(guī)模集成電路的測試最為有效？（）A.掃描鏈B.邊界掃描C.內(nèi)置自測試（BIST）D.以上都是12、在數(shù)字電路中，使用譯碼器實現(xiàn)邏輯函數(shù)時，若要實現(xiàn)一個3變量的邏輯函數(shù)，至少需要幾位的譯碼器？（）A.2B.3C.4D.813、對于一個由多個觸發(fā)器組成的同步時序電路，若其中一個觸發(fā)器出現(xiàn)故障，會對整個電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯誤結(jié)果D.以上都有可能14、在數(shù)字電路的觸發(fā)器設(shè)計中，假設(shè)需要一個能夠在時鐘上升沿觸發(fā)并且具有異步置位和復(fù)位功能的觸發(fā)器。以下哪種觸發(fā)器符合這些要求？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.T觸發(fā)器D.SR觸發(fā)器15、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要對電路的性能進(jìn)行評估和優(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，錯誤的是：（）A.可以提高系統(tǒng)的吞吐量B.會增加系統(tǒng)的硬件復(fù)雜度C.每個階段的處理時間必須相同D.可以減少每個指令的執(zhí)行時間二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋寄存器和移位寄存器的概念，它們的功能是什么，以及在數(shù)據(jù)存儲和傳輸中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的信號調(diào)理中，如放大、濾波等操作的目的和實現(xiàn)方法。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實現(xiàn)一個比較器的級聯(lián)，實現(xiàn)多個數(shù)的排序。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)字電路，能夠?qū)⒁粋€8位的格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。仔細(xì)分析格雷碼和二進(jìn)制碼之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律，說明電路中如何根據(jù)輸入的格雷碼逐位計算出對應(yīng)的二進(jìn)制碼值，并考慮可能出現(xiàn)的錯誤情況及處理方法。2、（本題5分）有一個數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)緩存模塊，需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的暫存和讀取功能。分析緩存的工作原理和讀寫控制邏輯，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)緩存功能。探討如何優(yōu)化緩存的容量和讀寫速度以滿足系統(tǒng)的性能要求。3、（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。4、（本題5分）設(shè)計一個同步時序電路，用于實現(xiàn)一個數(shù)字頻率合成器。分析頻率合成的原理和時序控制邏輯，包括相位累加器、波形存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的協(xié)同工作，生成所需的頻率信號。5、（本題5分）使用加法器和減法器構(gòu)建一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對有符號十進(jìn)制數(shù)的加減運(yùn)算。分析有符號數(shù)的表示和運(yùn)算方法，以及在硬件實現(xiàn)中如何處理符號位和進(jìn)位借位，確保運(yùn)算結(jié)果的正確性。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）利用比較器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個能根據(jù)輸入的兩個數(shù)字選擇輸