常州大學(xué)懷德學(xué)院《數(shù)字電子技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁常州大學(xué)懷德學(xué)院《數(shù)字電子技術(shù)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、在解決競爭冒險問題時，可以采用多種方法。以下方法中，不能有效消除競爭冒險的是（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計C.增加冗余項D.提高電源電壓2、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。以下關(guān)于移位寄存器的移位方式，錯誤的是（）A.左移時，數(shù)據(jù)依次向左移動，最高位丟失B.右移時，數(shù)據(jù)依次向右移動，最低位丟失C.循環(huán)左移時，最高位移動到最低位D.移位寄存器只能進行單向移位，不能同時進行左移和右移3、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)輸入R=0，S=0時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將保持不變，那么以下哪種情況可能導(dǎo)致輸出狀態(tài)的不確定？（）A.輸入同時變?yōu)镽=1，S=1B.輸入變?yōu)镽=1，S=0C.輸入變?yōu)镽=0，S=1D.以上都不是4、對于一個同步時序邏輯電路，若狀態(tài)方程和驅(qū)動方程已知，能否確定其輸出方程？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都有可能5、已知邏輯函數(shù)F=A'B+AB'，若A=1，B=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對6、考慮一個數(shù)字電路中的比較器，用于比較兩個二進制數(shù)的大小。如果要比較兩個8位的二進制數(shù)，以下哪種比較器的設(shè)計方案可能是最直接有效的？（）A.使用多個1位比較器級聯(lián)B.構(gòu)建一個專用的8位比較器電路C.通過邏輯運算實現(xiàn)比較功能D.利用計數(shù)器判斷兩個數(shù)的大小7、在數(shù)字邏輯的移位寄存器中，假設(shè)一個8位的串行輸入移位寄存器，在連續(xù)輸入8個時鐘脈沖后，輸入的數(shù)據(jù)將存儲在寄存器中。以下關(guān)于移位寄存器的工作方式和特點，哪個描述是正確的（）A.數(shù)據(jù)在每個時鐘脈沖同時移位B.移位方向只能是向左C.可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換D.不能用于數(shù)據(jù)的存儲和緩沖8、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路。以下關(guān)于計數(shù)器功能和特點的描述中，錯誤的是（）A.用于對脈沖信號進行計數(shù)B.可以按照二進制或其他進制進行計數(shù)C.計數(shù)器的計數(shù)長度是固定不變的D.可以通過級聯(lián)實現(xiàn)更大規(guī)模的計數(shù)9、考慮數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要快速實現(xiàn)一個特定的數(shù)字邏輯功能。以下關(guān)于PLD的特點和使用，哪個說法是正確的（）A.編程復(fù)雜，不適合快速開發(fā)B.靈活性高，可以重復(fù)編程C.成本高昂，不適合小規(guī)模應(yīng)用D.以上說法都不正確10、在數(shù)字邏輯中，代碼表示也是重要的內(nèi)容。關(guān)于格雷碼的特點，以下說法錯誤的是（）A.相鄰兩個編碼之間只有一位發(fā)生變化B.格雷碼是一種無權(quán)碼C.格雷碼可以直接進行算術(shù)運算D.格雷碼常用于減少數(shù)字電路中的誤差11、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲亩M制代碼轉(zhuǎn)換為特定輸出信號的電路稱為？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器12、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)中的譯碼器，它需要將4位的二進制輸入譯碼為16個輸出信號。以下哪種譯碼器的實現(xiàn)方式可能是最常見的？（）A.2-4譯碼器級聯(lián)B.3-8譯碼器級聯(lián)C.使用與非門構(gòu)建譯碼邏輯D.利用或門實現(xiàn)譯碼功能13、假設(shè)在一個數(shù)字控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)輸入的數(shù)字信號產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖。脈沖的寬度和周期需要精確控制以滿足系統(tǒng)要求。為了實現(xiàn)這種精確的脈沖生成，以下哪種數(shù)字邏輯器件是最合適的？（）A.計數(shù)器B.定時器C.移位寄存器D.譯碼器14、已知一個數(shù)字電路的功耗主要由靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗組成，當(dāng)電路的工作頻率增加時，哪種功耗會顯著增加？（）A.靜態(tài)功耗B.動態(tài)功耗C.靜態(tài)和動態(tài)功耗都會增加D.靜態(tài)和動態(tài)功耗都不變15、在數(shù)字電路中，鎖存器和觸發(fā)器都可以存儲數(shù)據(jù)。假設(shè)我們正在比較鎖存器和觸發(fā)器。以下關(guān)于鎖存器和觸發(fā)器的描述，哪一項是不準確的？（）A.鎖存器是電平敏感的存儲器件，觸發(fā)器是邊沿敏感的存儲器件B.鎖存器在輸入信號有效期間，輸出會隨著輸入的變化而變化；觸發(fā)器在時鐘邊沿時才會改變狀態(tài)C.鎖存器和觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)相似，只是觸發(fā)方式不同D.鎖存器比觸發(fā)器的抗干擾能力強，更適合在噪聲環(huán)境中使用16、假設(shè)正在研究數(shù)字電路的可靠性問題。隨著電路的老化和環(huán)境的變化，電路可能會出現(xiàn)故障。為了提高電路的可靠性，以下哪種方法是有效的？（）A.采用冗余設(shè)計，增加備份組件B.定期對電路進行維護和檢測C.優(yōu)化電路的工作環(huán)境，減少外界干擾D.以上方法都可以提高數(shù)字電路的可靠性17、在數(shù)字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數(shù)的工具。假設(shè)要簡化一個包含4個變量的邏輯函數(shù)，使用卡諾圖進行化簡時，以下哪種情況可能會導(dǎo)致化簡結(jié)果不是最簡形式？（）A.圈合并的規(guī)則使用不當(dāng)B.變量的排列順序不正確C.卡諾圖中的1分布不規(guī)則D.只要使用卡諾圖，就一定能得到最簡形式18、對于一個4位的二進制加法計數(shù)器，從0000開始計數(shù)，經(jīng)過10個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為？（）A.1010B.1001C.1011D.110019、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個8位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下關(guān)于轉(zhuǎn)換方法的描述，哪一項是正確的？（）A.直接逐位轉(zhuǎn)換B.通過特定的邏輯運算C.無法直接轉(zhuǎn)換D.以上都不正確20、在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將數(shù)字信號進行編碼以提高傳輸效率和可靠性。格雷碼是一種常見的編碼方式，其特點是相鄰的兩個編碼之間只有一位發(fā)生變化。從二進制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，結(jié)果為：（）A.000B.001C.010D.01121、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的數(shù)字信號進行編碼，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?。以下哪種編碼方式可能是最優(yōu)的考慮？（）A.曼徹斯特編碼，每個時鐘周期都有跳變，便于同步但效率較低B.差分曼徹斯特編碼，解決了曼徹斯特編碼的部分缺點，但實現(xiàn)復(fù)雜C.NRZ編碼，簡單直接但同步困難D.以上編碼方式各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)具體應(yīng)用選擇22、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器除了用于數(shù)據(jù)的移位操作，還可以用于實現(xiàn)其他功能。假如要利用移位寄存器實現(xiàn)一個串行-并行轉(zhuǎn)換器，以下哪種方式是可行的？（）A.將輸入的串行數(shù)據(jù)依次存入移位寄存器，然后同時輸出B.對移位寄存器中的數(shù)據(jù)進行特定的邏輯運算后輸出C.按照一定的時鐘節(jié)拍，逐步從移位寄存器中輸出數(shù)據(jù)D.移位寄存器無法實現(xiàn)串行-并行轉(zhuǎn)換功能23、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的進制和計數(shù)方式進行計數(shù)。一個模12的可逆計數(shù)器，當(dāng)控制信號為加法計數(shù)時，從0開始計數(shù)，經(jīng)過多次時鐘脈沖后，計數(shù)器的值會變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷24、在數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的冒險現(xiàn)象可以通過多種方法進行消除。假設(shè)我們正在嘗試消除冒險。以下關(guān)于冒險消除的描述，哪一項是不正確的？（）A.增加冗余項可以消除邏輯函數(shù)中的冒險，但可能會增加電路的復(fù)雜性B.引入選通脈沖可以在關(guān)鍵信號穩(wěn)定時進行輸出，避免冒險C.更改邏輯設(shè)計，使其在輸入變化時不會產(chǎn)生過渡狀態(tài)，可以消除冒險D.冒險現(xiàn)象是組合邏輯電路固有的，無法完全消除，只能盡量減少其影響25、數(shù)字邏輯是計算機科學(xué)和電子工程的重要基礎(chǔ)，它主要研究數(shù)字信號和數(shù)字電路的設(shè)計與分析。在數(shù)字邏輯中，二進制數(shù)是最基本的數(shù)值表示形式。以下關(guān)于二進制數(shù)的描述，錯誤的是（）A.二進制數(shù)只有0和1兩個數(shù)字B.二進制數(shù)的位權(quán)是2的冪次方C.二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)可以通過位權(quán)展開相加的方法D.二進制數(shù)在進行算術(shù)運算時，規(guī)則比十進制數(shù)簡單，所以在所有情況下都更適合進行計算二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入解釋在移位寄存器的同步與異步操作比較中，它們的特點和適用場景。2、（本題5分）說明如何用硬件描述語言（如Verilog或VHDL）描述一個簡單的邏輯電路，例如與門。3、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中移位寄存器的移位速度和時鐘頻率的關(guān)系，舉例說明在高速數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用。4、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說明如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)字信號的編碼和解碼，舉例說明常見的編碼和解碼方式。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用VerilogHDL描述一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的模塊，輸入為8位數(shù)據(jù)和3位選擇信號，輸出為選中的數(shù)據(jù)。2、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個同步4位二進制計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、邏輯電路圖，并分析其工作原理。3、（本題5分）用中規(guī)模集成電路設(shè)計一個能實現(xiàn)模12計數(shù)的異步計數(shù)器，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲?8位二進制數(shù)進行壓縮，只保留其中的奇數(shù)位，輸出為9位二進制數(shù)，畫出邏輯電路圖。5、（本題5分）設(shè)計一個能對輸入的8位二進制數(shù)進行奇偶校驗的電路，輸出校驗結(jié)果，用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個同步時序電路，用于實現(xiàn)一個數(shù)字密碼鎖系統(tǒng)。分析密碼鎖的功能需求和時序邏輯，包括密碼輸入、驗證和開鎖控制，考慮如何提高