重慶交通大學(xué)《數(shù)字技術(shù)綜合應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁重慶交通大學(xué)《數(shù)字技術(shù)綜合應(yīng)用》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡與或表達式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'2、用4位二進制加法器實現(xiàn)兩個8位二進制數(shù)的加法運算，需要采用？（）A.串行進位B.并行進位C.分組進位D.以上都可以3、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)將4位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)并進行發(fā)送，需要用到的器件是：（）A.計數(shù)器B.數(shù)據(jù)選擇器C.移位寄存器D.編碼器4、在數(shù)字邏輯的加法器設(shè)計中，半加器和全加器是基礎(chǔ)組件。假設(shè)要構(gòu)建一個能對兩個4位二進制數(shù)進行加法運算的電路，以下關(guān)于半加器和全加器的使用，哪個是正確的（）A.只需要使用半加器B.只需要使用全加器C.先使用半加器，再使用全加器D.以上方法都不正確5、對于數(shù)字邏輯中的奇偶校驗碼，假設(shè)要對一組8位數(shù)據(jù)進行奇偶校驗。以下哪種奇偶校驗方式能夠檢測出奇數(shù)個錯誤？（）A.奇校驗B.偶校驗C.兩種校驗方式都可以D.兩種校驗方式都不行6、用4個全加器實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的加法運算，需要考慮的進位方式是？（）A.串行進位B.并行進位C.串并結(jié)合進位D.以上都可以7、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計提供了很大的靈活性。以下關(guān)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(fù)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、考慮一個數(shù)字電路中的移位寄存器，它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移、右移和并行輸入輸出。如果需要在每個時鐘脈沖將數(shù)據(jù)左移一位，并在最右邊補0，以下哪種移位寄存器能夠滿足這個要求？（）A.單向移位寄存器，只能左移B.雙向移位寄存器，可選擇左移或右移C.環(huán)形移位寄存器，數(shù)據(jù)循環(huán)移動D.以上移位寄存器都可以實現(xiàn)9、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠根據(jù)地址選擇信號將輸入數(shù)據(jù)分配到不同輸出端的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.數(shù)據(jù)選擇器10、在數(shù)字邏輯中，要用PAL（可編程陣列邏輯）實現(xiàn)一個3輸入3輸出的邏輯函數(shù)，需要多少個可編程的或陣列單元？（）A.3B.6C.9D.1811、假設(shè)正在設(shè)計一個用于圖像處理器的數(shù)字邏輯電路，需要對像素數(shù)據(jù)進行快速的處理和轉(zhuǎn)換。圖像數(shù)據(jù)的處理涉及大量的并行運算和邏輯判斷。為了提高處理速度和效率，以下哪種數(shù)字邏輯架構(gòu)最適合這種大規(guī)模并行處理的需求？（）A.馮·諾依曼架構(gòu)B.哈佛架構(gòu)C.流水線架構(gòu)D.超標量架構(gòu)12、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，其中的控制器需要根據(jù)不同的輸入條件產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。如果輸入條件較多且復(fù)雜，以下哪種控制器的設(shè)計方法是最合適的？（）A.硬布線控制器，通過邏輯門直接實現(xiàn)控制邏輯B.微程序控制器，使用存儲的微指令來產(chǎn)生控制信號C.隨機生成控制信號，根據(jù)系統(tǒng)的運行情況進行調(diào)整D.以上方法都不適合處理復(fù)雜的輸入條件13、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的輸入為8位二進制數(shù)，若要對其進行奇偶校驗并產(chǎn)生校驗位，以下哪種方式能夠在硬件實現(xiàn)上更節(jié)省資源？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時序邏輯電路C.使用計數(shù)器D.使用移位寄存器14、在數(shù)字電路中，能夠?qū)⑤斎氲奶囟ùa轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號以控制外部設(shè)備的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.控制器15、在一個數(shù)字電路中，需要對兩個4位的二進制數(shù)進行加法運算。為了實現(xiàn)這個加法功能，并且能夠處理可能產(chǎn)生的進位，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)可能是最優(yōu)的選擇？（）A.半加器，只能處理兩個一位二進制數(shù)相加B.全加器，考慮低位進位進行加法C.串行進位加法器，低位向高位逐位進位D.超前進位加法器，提前計算進位減少延遲二、簡答題（本大題共4個小題，共20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)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。2、（本題5分）詳細說明在譯碼器的顯示驅(qū)動應(yīng)用中，如何連接譯碼器和數(shù)碼管以實現(xiàn)數(shù)字顯示。3、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個狀態(tài)機的狀態(tài)編碼優(yōu)化，減少狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的功耗。4、（本題5分）詳細說明在編碼器的編碼糾錯設(shè)計中，如何添加冗余位來檢測和糾正編碼中的錯誤。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一個數(shù)字系統(tǒng)，包含一個8位的計數(shù)器和一個比較器。計數(shù)器從0開始計數(shù)，當計數(shù)值達到給定的8位二進制數(shù)時，比較器輸出高電平。請分析計數(shù)器和比較器的工作原理，給出邏輯表達式和時序圖，并討論該系統(tǒng)在定時控制和事件觸發(fā)中的作用。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對以太網(wǎng)幀的解析和處理。仔細分析以太網(wǎng)幀的格式和協(xié)議要求，解釋電路中各個模塊的功能和處理流程，研究如何提高幀處理的效率和準確性。3、（本題5分）給定一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，需要對輸入的音頻信號進行濾波。設(shè)計一種數(shù)字濾波器（如低通、高通、帶通等），并分析其濾波特性和頻率響應(yīng)。同時，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)濾波器功能，說明如何在硬件中進行乘法和加法運算以實現(xiàn)濾波效果。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進制碼。詳細闡述轉(zhuǎn)換的方法和邏輯過程，通過真值表和邏輯表達式進行分析，并畫出邏輯電路圖。探討格雷碼與二進制碼相互轉(zhuǎn)換在數(shù)字系統(tǒng)中的意義和應(yīng)用。5、（本題5分）使用乘法器和移位寄存器構(gòu)建一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對二進制數(shù)的快速冪運算。分析冪運算的算法和電路實現(xiàn)，考慮指數(shù)的表示和移位操作的控制邏輯，以及如何優(yōu)化運算速度和資源消耗。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）利用譯碼器和比較器設(shè)計一個能根據(jù)輸入數(shù)字控制多個設(shè)備不同狀態(tài)的電路，畫出邏輯圖和控制策略。2、（本題10分）設(shè)計一個能檢測輸入的