湖南工程學院應用技術學院《數(shù)字邏輯》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖南工程學院應用技術學院《數(shù)字邏輯》

2021-2022學年第一學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30個小題，每小題1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、在數(shù)字電路中，用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)時，如果相鄰的最小項可以合并，那么最少需要幾個相鄰的最小項才能進行合并？（）A.2B.4C.8D.162、觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元。在常見的觸發(fā)器類型中，JK觸發(fā)器具有較強的功能。以下關于JK觸發(fā)器邏輯功能的描述中，不正確的是（）A.當J=1，K=0時，置位B.當J=0，K=1時，復位C.當J=K=1時，翻轉D.JK觸發(fā)器的輸出只取決于J和K的輸入，與時鐘脈沖無關3、數(shù)字邏輯是計算機科學與技術的重要基礎，它涉及到數(shù)字電路的設計和分析。以下關于數(shù)字邏輯中數(shù)制的描述，錯誤的是（）A.二進制是計算機中最常用的數(shù)制，只有0和1兩個數(shù)字B.八進制由0-7這8個數(shù)字組成，逢8進1C.十進制是我們日常生活中最常用的數(shù)制，逢10進1D.十六進制由0-9和A-F組成，其中A-F分別表示10-15，逢16進1，在數(shù)字邏輯中，十六進制常用于表示二進制數(shù)，以方便閱讀和書寫4、若要設計一個能對輸入的3位二進制數(shù)進行排序的電路，最少需要幾個比較器？（）A.2B.3C.4D.55、對于一個T觸發(fā)器，在時鐘脈沖作用下，當T=1時，觸發(fā)器的輸出將：（）A.翻轉B.置0C.置1D.保持不變6、在數(shù)字邏輯的編碼器和譯碼器綜合應用中，假設一個系統(tǒng)需要將輸入的4位二進制編碼轉換為7段數(shù)碼管的顯示信號。以下哪種方案能夠實現(xiàn)這個功能，并且具有較好的可擴展性？（）A.使用專用的編碼譯碼芯片B.用邏輯門搭建電路C.基于可編程邏輯器件實現(xiàn)D.以上方案均可7、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設計提供了很大的靈活性。以下關于PLD的描述，錯誤的是（）A.PLA由與陣列和或陣列組成，可以實現(xiàn)任意組合邏輯函數(shù)B.PAL的與陣列可編程，或陣列固定C.GAL具有可重復編程和加密的特點D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更優(yōu)越8、在數(shù)字電路的測試中，故障診斷是一項重要的任務。以下關于數(shù)字電路故障診斷的方法，不正確的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號來判斷是否存在故障B.可以使用邏輯分析儀來檢測電路中的信號C.對電路進行仿真可以預測可能出現(xiàn)的故障D.故障診斷只能在電路制作完成后進行，無法在設計階段進行9、在數(shù)字電路中，能夠實現(xiàn)將輸入的高、低電平編碼為二進制代碼的電路是？（）A.優(yōu)先編碼器B.普通編碼器C.譯碼器D.數(shù)據(jù)選擇器10、在數(shù)字邏輯設計中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種重要的模型。以下關于有限狀態(tài)機的描述中，錯誤的是（）A.有限狀態(tài)機可以分為摩爾型和米利型B.摩爾型有限狀態(tài)機的輸出只取決于當前狀態(tài)C.米利型有限狀態(tài)機的輸出只取決于輸入D.有限狀態(tài)機可以用狀態(tài)轉換圖和狀態(tài)表來描述11、移位寄存器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的存儲和移位操作。假設我們正在使用移位寄存器。以下關于移位寄存器的描述，哪一項是不準確的？（）A.移位寄存器可以實現(xiàn)串行輸入并行輸出、并行輸入串行輸出等多種工作方式B.環(huán)形移位寄存器和扭環(huán)形移位寄存器在功能上沒有本質區(qū)別C.移位寄存器可以用于數(shù)據(jù)的存儲、延遲和串行-并行轉換D.移位寄存器中的數(shù)據(jù)可以在時鐘信號的控制下向左或向右移位12、對于一個同步置數(shù)的計數(shù)器，在置數(shù)信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)會立即變?yōu)轭A置的數(shù)值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對13、已知一個數(shù)字電路的輸入信號頻率為10kHz，經(jīng)過一個2分頻電路后，輸出信號的頻率是多少？（）A.5kHzB.10kHzC.20kHzD.40kHz14、在數(shù)字邏輯中，對于一個復雜的時序邏輯電路，需要判斷其是否能夠正常工作并且滿足設計要求。以下哪種方法是最有效的驗證手段？（）A.功能仿真，通過軟件模擬電路行為B.硬件測試，實際搭建電路進行測試C.理論分析，根據(jù)邏輯關系推斷D.依靠經(jīng)驗判斷，不進行具體測試15、邏輯函數(shù)的化簡是數(shù)字邏輯設計中的重要環(huán)節(jié)。在化簡邏輯函數(shù)時，以下方法不常用的是（）A.公式法，運用邏輯代數(shù)的基本公式和定律進行化簡B.卡諾圖法，通過圖形的方式直觀地化簡邏輯函數(shù)C.真值表法，根據(jù)輸入輸出的真值表來化簡D.試探法，隨機嘗試不同的組合來找到最簡形式16、假設正在設計一個數(shù)字系統(tǒng)的接口電路，需要實現(xiàn)不同電平標準之間的轉換。例如，將TTL電平轉換為CMOS電平。以下哪種芯片或電路可以用于實現(xiàn)這個功能？（）A.專用的電平轉換芯片B.邏輯門電路組合C.三極管電路D.以上方法都不可行17、若一個T觸發(fā)器的輸入為高電平，在時鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)會怎樣變化？（）A.保持不變B.翻轉C.置1D.置018、在數(shù)字電路中，對于一個上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當D輸入在時鐘上升沿到來之前為0，在上升沿時變?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019、在數(shù)字邏輯中，硬件描述語言（HDL）用于描述數(shù)字電路的行為和結構。假設我們正在使用HDL進行電路設計。以下關于HDL的描述，哪一項是不正確的？（）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.使用HDL可以在不同的EDA工具中進行綜合、仿真和實現(xiàn)C.HDL描述的數(shù)字電路可以直接映射到實際的硬件電路，無需任何修改D.硬件描述語言可以提高數(shù)字電路設計的效率和可維護性20、在數(shù)字邏輯電路中，三態(tài)門可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。當三態(tài)門的控制端為高電平時，輸出處于高阻態(tài)。以下關于三態(tài)門的應用，錯誤的是：（）A.用于構建總線結構B.可以實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)共享C.三態(tài)門的高阻態(tài)會導致數(shù)據(jù)丟失D.用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?1、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的數(shù)字信號進行解碼，將編碼后的信號恢復為原始數(shù)據(jù)。以下哪種解碼器可能是最常用的？（）A.二進制解碼器，將輸入的二進制編碼轉換為對應的輸出B.格雷碼解碼器，將格雷碼轉換為二進制C.BCD解碼器，將BCD碼轉換為十進制D.以上解碼器都很常用，取決于輸入編碼的類型22、已知邏輯函數(shù)F=A'B+AB'+A'C，其最簡或與表達式為？（）A.(A'+B')(A+B)(A'+C)B.(A+B')(A'+B)(A+C')C.(A'+B)(A+B')(A'+C')D.(A+B)(A'+B')(A+C')23、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將輸入的信號轉換為特定的編碼輸出。以下關于編碼器的描述，錯誤的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時，可能會產(chǎn)生錯誤的輸出B.優(yōu)先編碼器會對輸入的優(yōu)先級進行判斷，優(yōu)先處理優(yōu)先級高的輸入C.二進制編碼器可以將多個輸入信號編碼為二進制代碼輸出D.編碼器的輸入數(shù)量和輸出代碼的位數(shù)是固定不變的，不能根據(jù)需要進行調整24、對于一個8選1數(shù)據(jù)選擇器，若輸入數(shù)據(jù)為D0-D7，地址選擇線為A2A1A0，當A2A1A0=101時，輸出的數(shù)據(jù)將是：（）A.D1B.D3C.D5D.D725、假設正在設計一個數(shù)字電路，用于將一個4位二進制數(shù)轉換為對應的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實現(xiàn)這個轉換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路26、對于一個6位的二進制加法計數(shù)器，從0開始計數(shù)，當計到第60個脈沖時，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.010110B.101100C.111100D.00110027、譯碼器是組合邏輯電路的一種，能夠將輸入的編碼轉換為對應的輸出信號。對于譯碼器的功能和特點，以下描述錯誤的是（）A.譯碼器可以將二進制代碼轉換為特定的輸出信號，常用于數(shù)字顯示、地址譯碼等B.二進制譯碼器的輸入代碼位數(shù)和輸出信號的數(shù)量之間存在固定的關系C.譯碼器的輸出通常是相互獨立的，一個時刻只有一個輸出有效D.譯碼器的設計和實現(xiàn)相對簡單，不需要考慮復雜的邏輯關系28、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的計數(shù)方式進行計數(shù)。一個模10計數(shù)器，需要幾個觸發(fā)器來實現(xiàn)？（）A.四個B.五個C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷29、在數(shù)字邏輯設計中，需要考慮電路的功耗。假設一個邏輯電路，通過優(yōu)化邏輯表達式可以降低功耗，以下哪種優(yōu)化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數(shù)量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉次數(shù)D.以上方法效果相同30、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的電源電壓為5V，一個邏輯門的輸出低電平最大為0.8V，那么這個低電平是否符合標準的邏輯低電平？（）A.符合B.不符合C.無法確定D.以上都不對二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個3位的可逆計數(shù)器，能夠進行加計數(shù)和減計數(shù)，并具有異步清零和同步加載功能。詳細描述各功能的實現(xiàn)方式，通過邏輯表達式和時序圖進行分析，并畫出邏輯電路圖。思考該計數(shù)器在計數(shù)控制和數(shù)據(jù)處理中的靈活性和應用。2、（本題5分）設計一個數(shù)字邏輯電路，用于將BCD碼轉換為二進制碼。仔細分析轉換過程中的算法和邏輯操作，解釋電路中各個模塊的功能和相互關系，研究不同BCD編碼方式對轉換電路的影響。3、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠將輸入的BCD碼轉換為二進制碼。仔細研究BCD碼和二進制碼的轉換規(guī)則，說明電路中如何進行位運算和數(shù)值轉換?？紤]如何處理非法的BCD碼輸入和提高轉換的準確性。4、（本題5分）給定一個數(shù)字邏輯電路的故障現(xiàn)象，如輸出錯誤或不穩(wěn)定，分析可能導致故障的原因，如門電路損壞、連線短路或開路等。使用測試儀器和故障診斷方法定位故障點，并提出修復建議。5、（本題5分）設計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的排序功能（如冒泡排序、插入排序等）。仔細分析排序算法的邏輯實現(xiàn)過程，包括比較和交換操作的控制邏輯，研究如何提高排序電路的效率和速度。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（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數(shù)據(jù)傳輸率的計算方法，舉例說明在高速數(shù)據(jù)處理中的應用。2、（本題5分）詳細說明在計數(shù)器的設計中，如何根據(jù)需求確定計數(shù)器的進制、計數(shù)范圍和觸發(fā)方式。3、（本題