常州工學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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頁常州工學(xué)院

《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、對于一個(gè)由或門和與門構(gòu)成的組合邏輯電路，已知輸入A=1，B=0，C=1，輸出結(jié)果為高電平的條件是什么？（）A.A或BB.A且CC.B或CD.A或C2、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)，譯碼器的輸出會是什么？（）A.譯碼器的輸出會根據(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關(guān)3、在數(shù)字邏輯的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對于理解概念至關(guān)重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論知識，加深對數(shù)字邏輯的理解B.實(shí)驗(yàn)中常用的儀器包括邏輯分析儀和示波器C.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)只需要在軟件環(huán)境中進(jìn)行模擬，不需要實(shí)際搭建電路D.實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤和問題有助于培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力4、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)斎氲亩M(jìn)制代碼進(jìn)行解碼并驅(qū)動(dòng)顯示器件的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器5、在數(shù)字電路中，對于一個(gè)上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當(dāng)D輸入在時(shí)鐘上升沿到來之前為0，在上升沿時(shí)變?yōu)?，則觸發(fā)器的輸出Q將：（）A.保持為0B.變?yōu)?C.不確定D.先變?yōu)?然后回到06、競爭冒險(xiǎn)是數(shù)字電路中可能出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下關(guān)于競爭冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.競爭冒險(xiǎn)通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸?shù)难舆t不同導(dǎo)致B.可以通過增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法消除競爭冒險(xiǎn)C.競爭冒險(xiǎn)不會對數(shù)字電路的功能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，因此可以忽略不計(jì)D.在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析中，需要考慮競爭冒險(xiǎn)的可能性，并采取相應(yīng)的措施7、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對60進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，至少需要多少個(gè)觸發(fā)器？（）A.6B.7C.8D.98、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，使用硬件描述語言（HDL）可以提高設(shè)計(jì)效率和可維護(hù)性。以下關(guān)于硬件描述語言的描述，錯(cuò)誤的是（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的硬件描述語言，它們具有相似的語法和功能B.硬件描述語言可以用于描述數(shù)字電路的邏輯功能、結(jié)構(gòu)和時(shí)序等方面C.使用硬件描述語言編寫的代碼可以直接在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)，不需要進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換D.硬件描述語言的學(xué)習(xí)難度較大，需要具備一定的數(shù)字邏輯基礎(chǔ)9、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的有效工具。卡諾圖通過相鄰最小項(xiàng)的合并來實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡。對于一個(gè)具有4個(gè)變量的邏輯函數(shù)，其卡諾圖中相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)可以合并消去：（）A.0個(gè)變量B.1個(gè)變量C.2個(gè)變量D.3個(gè)變量10、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過數(shù)字邏輯電路來完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲和傳輸離不開數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路11、數(shù)字邏輯中的CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）由多個(gè)可編程的邏輯塊組成。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯功能，使用CPLD實(shí)現(xiàn)，以下哪個(gè)因素對于資源利用效率影響較大？（）A.邏輯塊的數(shù)量B.邏輯塊之間的連接方式C.輸入輸出引腳的數(shù)量D.以上因素都很重要12、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對于與非門和或非門，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.與非門是先進(jìn)行與運(yùn)算，然后對結(jié)果取非B.或非門是先進(jìn)行或運(yùn)算，然后對結(jié)果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的13、用8選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B+AB'，需要將函數(shù)化為？（）A.標(biāo)準(zhǔn)與或式B.標(biāo)準(zhǔn)或與式C.最小項(xiàng)表達(dá)式D.最大項(xiàng)表達(dá)式14、考慮到一個(gè)大規(guī)模集成電路的布局布線，假設(shè)芯片上集成了數(shù)十億個(gè)晶體管，需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個(gè)極其復(fù)雜的問題，通常需要借助專業(yè)的工具和算法來解決。以下哪個(gè)因素在布局布線過程中對性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長度C.電源和地線的分布D.時(shí)鐘樹的設(shè)計(jì)15、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要對兩個(gè)4位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)加法功能，并且能夠處理可能產(chǎn)生的進(jìn)位，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.半加器，只能處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)相加B.全加器，考慮低位進(jìn)位進(jìn)行加法C.串行進(jìn)位加法器，低位向高位逐位進(jìn)位D.超前進(jìn)位加法器，提前計(jì)算進(jìn)位減少延遲16、對于一個(gè)3位的環(huán)形計(jì)數(shù)器，初始狀態(tài)為100，經(jīng)過3個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.001B.010C.100D.11117、已知一個(gè)邏輯函數(shù)的卡諾圖，其中有四個(gè)相鄰的1格，可進(jìn)行合并簡化，則合并后得到的乘積項(xiàng)包含幾個(gè)變量？（）A.2B.3C.4D.不確定18、在數(shù)字邏輯中，硬件描述語言（HDL）用于描述數(shù)字電路的行為和結(jié)構(gòu)。以下關(guān)于硬件描述語言的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的硬件描述語言B.硬件描述語言可以進(jìn)行邏輯仿真和綜合C.硬件描述語言的描述與具體的硬件實(shí)現(xiàn)無關(guān)D.硬件描述語言只能用于設(shè)計(jì)簡單的數(shù)字電路19、對于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中有8個(gè)狀態(tài)，至少需要幾個(gè)觸發(fā)器來表示這些狀態(tài)？（）A.2B.3C.4D.520、在數(shù)字邏輯中，要用PLA（可編程邏輯陣列）實(shí)現(xiàn)一個(gè)4輸入2輸出的邏輯函數(shù)，需要多少個(gè)可編程的與陣列單元？（）A.4B.8C.16D.32二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（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)傳感器數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理，舉例說明常見傳感器接口的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的競爭-冒險(xiǎn)現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)分析法，以及如何應(yīng)用。3、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)，例如ASK調(diào)制和解調(diào)。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)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)64位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。2、（本題5分）利用譯碼器和觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)順序控制的電路，例如按照特定順序點(diǎn)亮一組燈，畫出邏輯圖。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)編碼器，將32個(gè)輸入信號編碼為5位二進(jìn)制輸出信號。4、（本題5分）利用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)或非門。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測輸入的10位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的7個(gè)1的邏輯電路，寫出詳細(xì)的邏輯表達(dá)式和設(shè)計(jì)方法。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）使用移位寄存器和計(jì)數(shù)器設(shè)