青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、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、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(duì)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2、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)的有效工具?？ㄖZ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(jiǎn)。對(duì)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3、在數(shù)字電路中，加法器是實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.半加器不考慮低位的進(jìn)位B.全加器考慮低位的進(jìn)位C.可以通過多個(gè)半加器組成全加器D.加法器的運(yùn)算速度與位數(shù)無關(guān)4、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)選擇不同的輸入數(shù)據(jù)。一個(gè)16選1數(shù)據(jù)選擇器，需要多少個(gè)控制信號(hào)？（）A.4個(gè)B.5個(gè)C.不確定D.根據(jù)數(shù)據(jù)選擇器的類型判斷5、對(duì)于一個(gè)用VHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種數(shù)據(jù)類型通常用于表示二進(jìn)制數(shù)？（）A.integerB.std_logic_vectorC.bitD.boolean6、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，需要幾個(gè)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)？（）A.三個(gè)B.四個(gè)C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷7、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的電路出現(xiàn)了異常輸出，但輸入信號(hào)看起來是正常的。為了找出故障的位置和原因，需要運(yùn)用各種測(cè)試方法和邏輯推理。以下哪種測(cè)試方法對(duì)于定位這種隱藏的電路故障最為有效？（）A.功能測(cè)試B.時(shí)序測(cè)試C.邏輯分析儀測(cè)試D.替換部件測(cè)試8、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(shí)現(xiàn)其他功能。假如要利用移位寄存器實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(shí)輸出B.對(duì)移位寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行特定的邏輯運(yùn)算后輸出C.按照一定的時(shí)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(shí)現(xiàn)串行-并行轉(zhuǎn)換功能9、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序的電路，最少需要幾個(gè)比較器？（）A.2B.3C.4D.510、若一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量為100，采用二進(jìn)制編碼，則至少需要多少位觸發(fā)器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位11、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)觸發(fā)器組成的同步時(shí)序電路，若其中一個(gè)觸發(fā)器出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)整個(gè)電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯(cuò)誤結(jié)果D.以上都有可能12、數(shù)字邏輯中的加法器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個(gè)輸入都為最大的4位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，輸出結(jié)果會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位嗎？（）A.會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位B.不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷13、在數(shù)字系統(tǒng)中，接口電路用于連接不同的數(shù)字設(shè)備。以下關(guān)于接口電路的功能和要求，不正確的是（）A.接口電路要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和匹配B.接口電路要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性C.接口電路不需要考慮設(shè)備之間的速度差異D.接口電路要符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范14、在數(shù)字電路的測(cè)試和驗(yàn)證中，常用的方法有功能測(cè)試、時(shí)序測(cè)試等。以下關(guān)于數(shù)字電路測(cè)試的描述，不正確的是（）A.功能測(cè)試主要檢查電路在各種輸入組合下的輸出是否符合預(yù)期B.時(shí)序測(cè)試用于驗(yàn)證電路的時(shí)序特性，如建立時(shí)間和保持時(shí)間是否滿足要求C.測(cè)試向量是一組用于測(cè)試電路的輸入值，其生成是一個(gè)簡(jiǎn)單的過程D.數(shù)字電路的測(cè)試可以完全保證電路在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性15、代碼表示在數(shù)字邏輯中有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)我們正在使用各種代碼。以下關(guān)于代碼的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.BCD碼是用二進(jìn)制編碼來表示十進(jìn)制數(shù)，常見的有8421BCD碼B.格雷碼的特點(diǎn)是相鄰的兩個(gè)編碼之間只有一位發(fā)生變化，常用于減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生C.原碼、反碼和補(bǔ)碼是計(jì)算機(jī)中表示有符號(hào)數(shù)的常見方式，補(bǔ)碼可以方便地進(jìn)行加減運(yùn)算D.無論使用哪種代碼，它們所表示的數(shù)值范圍都是相同的，只是編碼方式不同16、組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入，不存在存儲(chǔ)元件。以下關(guān)于組合邏輯電路的特點(diǎn)描述，準(zhǔn)確的是（）A.組合邏輯電路的輸出與電路的過去狀態(tài)無關(guān)B.組合邏輯電路中可以包含反饋回路C.由于沒有存儲(chǔ)元件，組合邏輯電路的輸出響應(yīng)速度較慢D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)比時(shí)序邏輯電路簡(jiǎn)單，不需要考慮時(shí)鐘信號(hào)17、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)(E+F)，用卡諾圖化簡(jiǎn)后，最簡(jiǎn)表達(dá)式為？（）A.A+C+EB.B+D+FC.A+D+ED.以上都不對(duì)18、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）是一種大規(guī)模的可編程邏輯器件。關(guān)于FPGA的結(jié)構(gòu)，以下說法不正確的是（）A.FPGA由可編程邏輯塊、輸入輸出塊和互連資源組成B.可編程邏輯塊是FPGA的基本邏輯單元C.FPGA的布線資源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通過硬件描述語言進(jìn)行編程19、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲牟⑿袛?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出的電路是？（）A.計(jì)數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器20、對(duì)于一個(gè)基本的RS觸發(fā)器，當(dāng)R=1，S=0時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將是：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯中如何進(jìn)行邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)和最大項(xiàng)的轉(zhuǎn)換。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)圖繪制方法和狀態(tài)分配原則，通過實(shí)際例子說明如何根據(jù)功能要求繪制準(zhǔn)確的狀態(tài)圖。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的可靠性設(shè)計(jì)中，如何考慮噪聲、干擾和溫度等因素對(duì)電路性能的影響。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模10的可逆計(jì)數(shù)器，即能夠進(jìn)行加1和減1操作，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。3、（本題5分）用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)3位二進(jìn)制數(shù)大小比較的電路，輸出比較結(jié)果，畫出邏輯圖和真值表。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，實(shí)現(xiàn)將輸入的4位二進(jìn)制數(shù)的各位數(shù)字進(jìn)行交換，即第1位與第4位交換，第2位與第3位交換，輸出為4位二進(jìn)制數(shù)，給出邏輯表達(dá)式和電路圖。5、（本題5分）用移位寄存器和比較器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)比較和移位操作的電路，給出邏輯圖和操作流程。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)