安徽理工大學(xué)《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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)安徽理工大學(xué)

《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2022-2023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15個(gè)小題，每小題1分，共15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、假設(shè)正在研究數(shù)字邏輯電路中的時(shí)序違規(guī)問(wèn)題，即信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間不滿足要求。這可能導(dǎo)致電路的功能錯(cuò)誤或不穩(wěn)定。為了檢測(cè)和解決時(shí)序違規(guī)，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.靜態(tài)時(shí)序分析B.動(dòng)態(tài)時(shí)序仿真C.邏輯綜合優(yōu)化D.以上都是2、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的編碼和解碼。一個(gè)4線-2線編碼器和一個(gè)2線-4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)3、在數(shù)字邏輯的總線結(jié)構(gòu)中，假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)有多組數(shù)據(jù)需要通過(guò)同一組總線傳輸。為了避免數(shù)據(jù)沖突，以下哪種機(jī)制是常用的解決方案？（）A.三態(tài)門B.鎖存器C.寄存器D.計(jì)數(shù)器4、對(duì)于一個(gè)T觸發(fā)器，在時(shí)鐘脈沖作用下，當(dāng)T=1時(shí)，觸發(fā)器的輸出將：（）A.翻轉(zhuǎn)B.置0C.置1D.保持不變5、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲亩M(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為特定輸出信號(hào)的電路稱為？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器6、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。串行輸入并行輸出移位寄存器可以在一個(gè)時(shí)鐘脈沖下將串行輸入的數(shù)據(jù)并行輸出。假設(shè)一個(gè)8位串行輸入并行輸出移位寄存器，初始狀態(tài)為00000000，在經(jīng)過(guò)8個(gè)時(shí)鐘脈沖后，輸入的數(shù)據(jù)為10101010，此時(shí)寄存器的輸出為：（）A.00000000B.10101010C.01010101D.111111117、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，其輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還與之前的狀態(tài)有關(guān)。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的描述，不正確的是（）A.觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元B.計(jì)數(shù)器和寄存器都是常見的時(shí)序邏輯電路C.時(shí)序邏輯電路在時(shí)鐘信號(hào)的控制下進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換D.時(shí)序邏輯電路的輸出變化與輸入的變化是完全同步的8、在數(shù)字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述中，不正確的是（）A.加法器是一種常見的組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路D.組合邏輯電路在工作過(guò)程中，輸出狀態(tài)會(huì)隨輸入的變化而不斷改變9、當(dāng)研究數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)器時(shí)，假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠從0計(jì)數(shù)到15的4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。以下哪種計(jì)數(shù)器類型可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，并且在計(jì)數(shù)過(guò)程中具有較好的穩(wěn)定性？（）A.異步計(jì)數(shù)器B.同步計(jì)數(shù)器C.加法計(jì)數(shù)器D.減法計(jì)數(shù)器10、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的電源電壓為5V，一個(gè)邏輯門的輸出低電平最大為0.8V，那么這個(gè)低電平是否符合標(biāo)準(zhǔn)的邏輯低電平？（）A.符合B.不符合C.無(wú)法確定D.以上都不對(duì)11、在數(shù)字邏輯的理論基礎(chǔ)中，以下關(guān)于布爾代數(shù)基本定律的描述，不正確的是（）A.布爾代數(shù)的基本定律包括交換律、結(jié)合律和分配律B.這些定律是數(shù)字邏輯運(yùn)算和化簡(jiǎn)的基礎(chǔ)C.布爾代數(shù)的定律在所有情況下都適用，沒有任何限制D.違反布爾代數(shù)定律可能導(dǎo)致邏輯錯(cuò)誤12、在數(shù)字系統(tǒng)中，要將一個(gè)4位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下轉(zhuǎn)換方式正確的是：（）A.直接按位取反B.相鄰位異或C.相鄰位相加D.整體乘以213、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的鎖存器，它能夠在特定條件下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。以下哪種情況下鎖存器可能會(huì)丟失存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)？（）A.電源故障B.控制信號(hào)異常C.長(zhǎng)時(shí)間未刷新D.以上情況都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失14、對(duì)于一個(gè)由D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，如果要實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出，最少需要幾個(gè)D觸發(fā)器？（）A.2B.4C.8D.1615、在數(shù)字邏輯中，提高數(shù)字電路的可靠性可以采用多種措施。以下措施中，不能提高數(shù)字電路可靠性的是（）A.采用冗余設(shè)計(jì)B.優(yōu)化電路布局和布線C.提高工作電壓D.選用高質(zhì)量的元器件二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯中如何進(jìn)行邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡(jiǎn)中的無(wú)關(guān)項(xiàng)處理。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在計(jì)數(shù)器的模值可變?cè)O(shè)計(jì)中，如何通過(guò)外部控制信號(hào)動(dòng)態(tài)改變計(jì)數(shù)器的模值。3、（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)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)編碼優(yōu)化，減少狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的功耗。4、（本題5分）深入解釋在數(shù)字邏輯電路的電源噪聲抑制中，常用的濾波電路和去耦電容的作用。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用移位寄存器和計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的循環(huán)移位和計(jì)數(shù)功能。分析循環(huán)移位和計(jì)數(shù)的邏輯實(shí)現(xiàn)，以及如何通過(guò)控制信號(hào)靈活地調(diào)整移位方向和計(jì)數(shù)范圍。2、（本題5分）使用加法器和減法器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)浮點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算。分析浮點(diǎn)數(shù)的表示格式和運(yùn)算規(guī)則，以及在硬件實(shí)現(xiàn)中需要考慮的特殊情況，如舍入和溢出處理。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲囊曨l數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。分析運(yùn)動(dòng)檢測(cè)的算法和實(shí)現(xiàn)方式，如幀差法或背景減除法，以及如何在數(shù)字電路中處理視頻數(shù)據(jù)的幀間差異，檢測(cè)出物體的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。4、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的測(cè)試向量生成報(bào)告，分析測(cè)試向量的覆蓋度和有效性。探討如何改進(jìn)測(cè)試向量的生成方法，以提高電路測(cè)試的質(zhì)量和效率，發(fā)現(xiàn)潛在的故障和缺陷。5、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路，分析其在不同工藝制程（如CMOS、TTL等）下的性能差異。探討工藝參數(shù)對(duì)電路速度、功耗、噪聲容限等方面的影響，以及如何根據(jù)工藝選擇優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模16的可逆計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。2、（本題10分）使