宜春職業(yè)技術學院《數(shù)字邏輯與設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《數(shù)字邏輯與設計》2023-2024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25個小題，每小題1分，共25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)字邏輯中，編碼器用于將一組輸入信號轉換為二進制編碼輸出。例如，一個8線-3線編碼器，有8個輸入信號，它會將輸入的8個信號編碼為3位二進制輸出。如果同時有多個輸入信號有效，以下關于編碼器輸出的描述，正確的是：（）A.輸出是隨機的B.輸出是無效的C.輸出是多個有效編碼的組合D.輸出是優(yōu)先級最高的輸入信號的編碼2、在數(shù)字邏輯電路中，競爭冒險可能會在多個輸入信號同時變化時產(chǎn)生。為了判斷一個邏輯電路是否存在競爭冒險，可以通過觀察邏輯表達式或者繪制波形圖來進行。以下關于競爭冒險判斷的描述，錯誤的是：（）A.只要邏輯表達式中存在變量的互補形式，就一定存在競爭冒險B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說明存在競爭冒險C.增加冗余項可以消除競爭冒險D.競爭冒險不會影響電路的邏輯功能3、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達式的化簡是一項重要的工作。以下關于邏輯表達式化簡方法的描述中，錯誤的是（）A.可以使用公式法進行化簡B.卡諾圖法只能用于化簡與或表達式C.代數(shù)法化簡需要熟練掌握邏輯運算的規(guī)則D.無論使用哪種方法，化簡的結果應該是唯一的4、在一個數(shù)字電路中，需要對多個輸入信號進行優(yōu)先級編碼。以下哪種編碼器可能是最適合的？（）A.普通二進制編碼器，對輸入信號進行直接編碼B.優(yōu)先編碼器，能夠根據(jù)輸入信號的優(yōu)先級進行編碼C.格雷碼編碼器，輸出具有良好容錯性的編碼D.以上編碼器都不適合進行優(yōu)先級編碼5、假設要設計一個數(shù)字電路，用于檢測一個8位二進制數(shù)中1的個數(shù)是否大于4。以下哪種邏輯設計思路是最直接有效的？（）A.依次檢查每一位，統(tǒng)計1的個數(shù)并與4比較B.將8位數(shù)據(jù)分成兩組，分別統(tǒng)計1的個數(shù)，然后比較總和與4的大小C.使用特定的編碼方式轉換數(shù)據(jù)，然后進行判斷D.以上方法都過于復雜，無法實現(xiàn)該功能6、對于一個同步時序電路，如果時鐘脈沖的占空比發(fā)生變化，對電路的工作會產(chǎn)生什么影響？（）A.可能導致誤動作B.不會有任何影響C.影響輸出的穩(wěn)定性D.以上都不對7、在數(shù)字邏輯中，若要將一個8位的二進制數(shù)轉換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對每一位進行轉換B.整體進行邏輯運算C.通過計數(shù)器實現(xiàn)D.無法直接轉換8、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門的輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門B.或門C.非門D.觸發(fā)器9、在數(shù)字邏輯設計中，需要考慮電路的可測試性。如果要設計一個易于測試的電路，以下哪種原則是應該遵循的？（）A.盡量減少內(nèi)部節(jié)點的數(shù)量B.增加測試點，便于觀測內(nèi)部信號C.使電路的功能盡可能簡單D.以上原則都對提高電路的可測試性有幫助10、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的模擬信號進行數(shù)字化處理。以下哪個步驟可能是最先需要進行的？（）A.采樣，按照一定的時間間隔獲取模擬信號的樣本值B.量化，將采樣得到的模擬值轉換為離散的數(shù)字值C.編碼，對量化后的數(shù)字值進行編碼，以便存儲和傳輸D.濾波，去除模擬信號中的噪聲11、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的數(shù)字信號進行編碼壓縮，以減少存儲空間和傳輸帶寬。以下哪種編碼壓縮方法在數(shù)據(jù)重復性較高的情況下效果較好？（）A.哈夫曼編碼B.算術編碼C.行程編碼D.以上編碼方法的效果相同，與數(shù)據(jù)特點無關12、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導致輸出出現(xiàn)錯誤。假設我們正在分析一個存在競爭冒險的電路。以下關于競爭冒險的描述，哪一項是不正確的？（）A.競爭冒險產(chǎn)生的原因是由于信號在邏輯門電路中的傳輸延遲不同B.可以通過增加冗余項、接入濾波電容等方法消除競爭冒險C.競爭冒險只會在組合邏輯電路中出現(xiàn)，時序邏輯電路中不會出現(xiàn)D.只要邏輯電路的設計合理，就一定不會出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象13、或門是另一種常見的邏輯門，其邏輯功能為只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平。關于或門的特點，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯表達式為Y=A+BB.或門可以用于實現(xiàn)多個條件中只要滿足一個就執(zhí)行的邏輯C.或門的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒有延遲D.或門在組合邏輯電路中起著重要的作用，常用于數(shù)據(jù)選擇和控制信號生成14、對于一個用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制數(shù)？（）A.integerB.std_logic_vectorC.bitD.boolean15、對于一個由多個邏輯門組成的復雜數(shù)字電路，若要分析其輸出與輸入之間的邏輯關系，以下哪種方法最為有效？（）A.直接觀察電路連接B.進行邏輯表達式推導C.繪制真值表D.以上方法結合使用16、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，假設一個復雜的電路出現(xiàn)了異常輸出，但輸入信號看起來是正常的。為了找出故障的位置和原因，需要運用各種測試方法和邏輯推理。以下哪種測試方法對于定位這種隱藏的電路故障最為有效？（）A.功能測試B.時序測試C.邏輯分析儀測試D.替換部件測試17、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.1618、在一個采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)中，若用高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0，那么以下哪種電平組合表示邏輯與運算的結果為1？（）A.兩個輸入均為高電平B.兩個輸入均為低電平C.一個輸入為高電平，一個輸入為低電平D.以上都不對19、在一個數(shù)字電路中，出現(xiàn)了競爭冒險現(xiàn)象，導致輸出出現(xiàn)了不應有的尖峰脈沖。以下哪種方法可能是最有效地消除競爭冒險？（）A.增加冗余項，修改邏輯表達式B.接入濾波電容，消除尖峰脈沖C.選擇速度更快的邏輯門D.以上方法結合使用20、已知邏輯函數(shù)F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展開后為？（）A.A'C+A'D'+B'C+B'D'B.A'C+A'D'+BC+BDC.AC'+AD'+B'C'+B'D'D.AC'+AD'+BC'+BD'21、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，不斷有新的技術和方法出現(xiàn)。以下關于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢的描述，錯誤的是（）A.集成度越來越高，芯片的功能越來越強大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號C.功耗越來越低，符合節(jié)能環(huán)保的要求D.發(fā)展逐漸停滯，已經(jīng)沒有太多的創(chuàng)新空間22、編碼器的功能是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，不正確的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時可能會產(chǎn)生錯誤輸出B.優(yōu)先編碼器會對優(yōu)先級高的輸入進行編碼輸出C.編碼器可以將十進制數(shù)轉換為二進制編碼D.編碼器的輸入數(shù)量和輸出編碼的位數(shù)是固定的23、對于一個由多個邏輯門組成的電路，已知輸入信號A、B、C的變化順序為000->001->010->011，輸出信號的變化順序為1->0->1->0，該電路實現(xiàn)的是什么邏輯功能？（）A.與B.或C.非D.異或24、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器用于將輸入的編碼轉換為對應的輸出信號。假設設計一個3線-8線譯碼器，當輸入為000時，以下哪個輸出狀態(tài)是正確的？（）A.只有第0個輸出為1，其余為0B.只有第7個輸出為1，其余為0C.所有輸出都為1D.所有輸出都為025、已知邏輯函數(shù)F=AB+AC'+BC，其最簡與或表達式為？（）A.AB+AC'B.AC'+BCC.AB+BCD.以上都不對二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（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)器設計中的應用。2、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機的狀態(tài)存儲單元。3、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的競爭-冒險現(xiàn)象的邏輯分析法，以及其應用步驟。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中的競爭冒險現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，以及常用的消除競爭冒險的方法，并通過具體電路進行說明。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用JK觸發(fā)器設計一個能實現(xiàn)狀態(tài)跳轉且具有復位功能的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。2、（本題5分）設計一個能對輸入的7位二進制數(shù)進行格雷碼編碼的邏輯電路，給出邏輯函數(shù)表達式和電路實現(xiàn)。3、（本題5分）設計一個組合邏輯電路，實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)的加法運算，并輸出結果和進位標志。4、（本題5分）利用數(shù)據(jù)選擇器和比較器設計一個能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)選擇輸出特定格式數(shù)字的電路，畫出邏輯圖和選擇規(guī)則。5、（本題5分）利用邏輯門設計一個特殊用途的邏輯電路，滿足特定的應用需求。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對觸摸屏輸入信號的處理和坐標計算。仔細分析觸摸屏的工作原理和信號特點，解釋電路中各個模塊的功能和計算邏輯