瓊臺師范學(xué)院《數(shù)字邏輯》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頁瓊臺師范學(xué)院

《數(shù)字邏輯》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20個小題，每小題1分，共20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、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2、加法器是數(shù)字電路中進行加法運算的重要部件。在半加器和全加器中，以下說法不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進位，而全加器需要考慮B.多個半加器可以組合成一個全加器C.全加器的進位輸出只與當(dāng)前的輸入有關(guān)，與之前的運算結(jié)果無關(guān)D.半加器和全加器都可以用邏輯門實現(xiàn)3、譯碼器是編碼器的逆過程，它將編碼輸入轉(zhuǎn)換為特定的輸出信號。對于譯碼器，以下敘述錯誤的是（）A.譯碼器可以將二進制編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的十進制數(shù)B.譯碼器的輸出通常是低電平有效，即輸出為低電平時表示有效C.譯碼器可以用于驅(qū)動數(shù)碼管顯示數(shù)字D.譯碼器的輸入位數(shù)決定了其輸出信號的數(shù)量4、當(dāng)研究數(shù)字電路中的計數(shù)器時，假設(shè)需要設(shè)計一個能夠從0計數(shù)到15的4位二進制計數(shù)器。以下哪種計數(shù)器類型可以實現(xiàn)這個功能，并且在計數(shù)過程中具有較好的穩(wěn)定性？（）A.異步計數(shù)器B.同步計數(shù)器C.加法計數(shù)器D.減法計數(shù)器5、若一個數(shù)字電路的輸入信號為連續(xù)變化的模擬信號，需要經(jīng)過什么處理才能被數(shù)字電路識別？（）A.濾波B.放大C.量化D.編碼6、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘周期為20ns，若要傳輸一個16位的數(shù)據(jù)，需要多長時間？（）A.320nsB.160nsC.80nsD.40ns7、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的組合邏輯電路。以下關(guān)于它們的描述，錯誤的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)選擇控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)按照指定的方式分配到多個輸出端C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能可以相互轉(zhuǎn)換，通過改變輸入和輸出的連接方式D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在實際應(yīng)用中很少使用，對數(shù)字電路的設(shè)計影響不大8、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、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設(shè)計目標(biāo)。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門10、D觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器類型，具有簡單的邏輯功能。關(guān)于D觸發(fā)器的工作原理和特點，以下描述錯誤的是（）A.D觸發(fā)器在時鐘脈沖的上升沿或下降沿將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端B.D觸發(fā)器的輸出只取決于當(dāng)前的輸入數(shù)據(jù)，與之前的狀態(tài)無關(guān)C.D觸發(fā)器可以通過組合邏輯電路來實現(xiàn)D.D觸發(fā)器在數(shù)字電路中的應(yīng)用非常廣泛，但性能不如其他類型的觸發(fā)器11、在數(shù)字邏輯的設(shè)計過程中，化簡邏輯函數(shù)是一個重要的步驟。以下關(guān)于邏輯函數(shù)化簡的方法，錯誤的是（）A.可以使用卡諾圖來化簡邏輯函數(shù)，直觀且方便B.公式法化簡邏輯函數(shù)需要熟練掌握邏輯代數(shù)的基本公式和定理C.化簡后的邏輯函數(shù)一定是最簡形式，不能再進行進一步的優(yōu)化D.不同的化簡方法可能得到相同的最簡邏輯函數(shù)表達式12、在數(shù)字邏輯中，PLA（可編程邏輯陣列）是一種可編程的邏輯器件。假設(shè)一個PLA實現(xiàn)了一個邏輯函數(shù)，當(dāng)輸入發(fā)生變化時，以下哪個過程決定了輸出的變化？（）A.編程的連接方式B.輸入信號的強度C.輸出的負(fù)載情況D.以上都不是13、數(shù)字邏輯是計算機科學(xué)與技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)字電路的設(shè)計和分析。以下關(guān)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?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫臄?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14、在數(shù)字邏輯中，PLD（可編程邏輯器件）和FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）是常用的可編程器件。如果要實現(xiàn)一個復(fù)雜的數(shù)字邏輯功能，并且對速度和資源利用有較高要求，以下哪種器件更適合？（）A.PLD，其邏輯資源相對較少但速度快B.FPGA，具有豐富的邏輯資源和較高的靈活性C.兩者都不適合，應(yīng)使用專用集成電路D.取決于具體的功能和設(shè)計要求，無法一概而論15、對于一個異步時序邏輯電路，若輸入信號同時發(fā)生變化，可能會導(dǎo)致？（）A.狀態(tài)不確定B.輸出錯誤C.電路損壞D.以上都有可能16、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17、已知一個邏輯函數(shù)的卡諾圖，其中有四個相鄰的1格，可進行合并簡化，則合并后得到的乘積項包含幾個變量？（）A.2B.3C.4D.不確定18、在數(shù)字系統(tǒng)中，信號完整性是影響系統(tǒng)性能的重要因素。以下關(guān)于信號完整性的描述，錯誤的是（）A.信號反射、串?dāng)_和電磁干擾會影響信號完整性B.增加信號的上升時間可以減少信號反射C.合理的布線和端接可以改善信號完整性D.信號完整性問題只在高速數(shù)字系統(tǒng)中存在，低速系統(tǒng)中可以忽略19、對于一個異步復(fù)位的觸發(fā)器，復(fù)位信號的撤銷時間與時鐘脈沖的關(guān)系會影響觸發(fā)器的狀態(tài)嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.以上都不對20、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)器的類型判斷二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)字音頻處理中的音頻編碼和解碼，分析常見的音頻編碼算法在數(shù)字邏輯中的實現(xiàn)。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的高性能設(shè)計中，采用的先進技術(shù)和架構(gòu)。3、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器的擴展和復(fù)用方法，舉例說明如何用較少的數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能。4、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步清零和同步置數(shù)，以及它們在計數(shù)器設(shè)計中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)說明在移位寄存器的串行通信應(yīng)用中，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將6位二進制輸入信號譯碼為64個輸出信號。2、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將18位二進制輸入信號譯碼為262144個輸出信號。3、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個模12的扭環(huán)形計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路原理圖。4、（本題5分）設(shè)計一個能將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3碼的代碼轉(zhuǎn)換器，用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖和真值表。5、（本題5分）使用計數(shù)器和移位寄存器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向移位和存儲的電路，畫出邏輯圖和工作模式。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測輸入的二進制數(shù)是否為素數(shù)。分析素數(shù)檢測的算法和邏輯實現(xiàn)，考慮效率和準(zhǔn)確性，并討論如何處理較大的輸入數(shù)值。2、（本題10分）使用可編程邏輯器件（PLD）如CPLD或