宜春職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯與設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字邏輯與設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將一組輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼輸出。例如，一個(gè)8線-3線編碼器，有8個(gè)輸入信號(hào)，它會(huì)將輸入的8個(gè)信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制輸出。如果同時(shí)有多個(gè)輸入信號(hào)有效，以下關(guān)于編碼器輸出的描述，正確的是：（）A.輸出是隨機(jī)的B.輸出是無(wú)效的C.輸出是多個(gè)有效編碼的組合D.輸出是優(yōu)先級(jí)最高的輸入信號(hào)的編碼2、在數(shù)字邏輯電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)可能會(huì)在多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)變化時(shí)產(chǎn)生。為了判斷一個(gè)邏輯電路是否存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，可以通過(guò)觀察邏輯表達(dá)式或者繪制波形圖來(lái)進(jìn)行。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)判斷的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.只要邏輯表達(dá)式中存在變量的互補(bǔ)形式，就一定存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說(shuō)明存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)C.增加冗余項(xiàng)可以消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)D.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)不會(huì)影響電路的邏輯功能3、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)是一項(xiàng)重要的工作。以下關(guān)于邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)方法的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用公式法進(jìn)行化簡(jiǎn)B.卡諾圖法只能用于化簡(jiǎn)與或表達(dá)式C.代數(shù)法化簡(jiǎn)需要熟練掌握邏輯運(yùn)算的規(guī)則D.無(wú)論使用哪種方法，化簡(jiǎn)的結(jié)果應(yīng)該是唯一的4、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要對(duì)多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)編碼。以下哪種編碼器可能是最適合的？（）A.普通二進(jìn)制編碼器，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行直接編碼B.優(yōu)先編碼器，能夠根據(jù)輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行編碼C.格雷碼編碼器，輸出具有良好容錯(cuò)性的編碼D.以上編碼器都不適合進(jìn)行優(yōu)先級(jí)編碼5、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于檢測(cè)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)中1的個(gè)數(shù)是否大于4。以下哪種邏輯設(shè)計(jì)思路是最直接有效的？（）A.依次檢查每一位，統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)并與4比較B.將8位數(shù)據(jù)分成兩組，分別統(tǒng)計(jì)1的個(gè)數(shù)，然后比較總和與4的大小C.使用特定的編碼方式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行判斷D.以上方法都過(guò)于復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)該功能6、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序電路，如果時(shí)鐘脈沖的占空比發(fā)生變化，對(duì)電路的工作會(huì)產(chǎn)生什么影響？（）A.可能導(dǎo)致誤動(dòng)作B.不會(huì)有任何影響C.影響輸出的穩(wěn)定性D.以上都不對(duì)7、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對(duì)每一位進(jìn)行轉(zhuǎn)換B.整體進(jìn)行邏輯運(yùn)算C.通過(guò)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)D.無(wú)法直接轉(zhuǎn)換8、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門(mén)的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門(mén)B.或門(mén)C.非門(mén)D.觸發(fā)器9、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，需要考慮電路的可測(cè)試性。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)易于測(cè)試的電路，以下哪種原則是應(yīng)該遵循的？（）A.盡量減少內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的數(shù)量B.增加測(cè)試點(diǎn)，便于觀測(cè)內(nèi)部信號(hào)C.使電路的功能盡可能簡(jiǎn)單D.以上原則都對(duì)提高電路的可測(cè)試性有幫助10、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。以下哪個(gè)步驟可能是最先需要進(jìn)行的？（）A.采樣，按照一定的時(shí)間間隔獲取模擬信號(hào)的樣本值B.量化，將采樣得到的模擬值轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字值C.編碼，對(duì)量化后的數(shù)字值進(jìn)行編碼，以便存儲(chǔ)和傳輸D.濾波，去除模擬信號(hào)中的噪聲11、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮，以減少存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬。以下哪種編碼壓縮方法在數(shù)據(jù)重復(fù)性較高的情況下效果較好？（）A.哈夫曼編碼B.算術(shù)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(diǎn)無(wú)關(guān)12、在數(shù)字電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯(cuò)誤。假設(shè)我們正在分析一個(gè)存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的電路。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生的原因是由于信號(hào)在邏輯門(mén)電路中的傳輸延遲不同B.可以通過(guò)增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)C.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)只會(huì)在組合邏輯電路中出現(xiàn)，時(shí)序邏輯電路中不會(huì)出現(xiàn)D.只要邏輯電路的設(shè)計(jì)合理，就一定不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象13、或門(mén)是另一種常見(jiàn)的邏輯門(mén)，其邏輯功能為只要有一個(gè)輸入為高電平，輸出就為高電平。關(guān)于或門(mén)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法不正確的是（）A.或門(mén)的邏輯表達(dá)式為Y=A+BB.或門(mén)可以用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)條件中只要滿足一個(gè)就執(zhí)行的邏輯C.或門(mén)的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒(méi)有延遲D.或門(mén)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(hào)生成14、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(lèi)型通常用于表示二進(jìn)制數(shù)？（）A.integerB.std_logic_vectorC.bitD.boolean15、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)邏輯門(mén)組成的復(fù)雜數(shù)字電路，若要分析其輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系，以下哪種方法最為有效？（）A.直接觀察電路連接B.進(jìn)行邏輯表達(dá)式推導(dǎo)C.繪制真值表D.以上方法結(jié)合使用16、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(lái)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17、在數(shù)字電路中，用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)時(shí)，如果相鄰的最小項(xiàng)可以合并，那么最少需要幾個(gè)相鄰的最小項(xiàng)才能進(jìn)行合并？（）A.2B.4C.8D.1618、在一個(gè)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(yùn)算的結(jié)果為1？（）A.兩個(gè)輸入均為高電平B.兩個(gè)輸入均為低電平C.一個(gè)輸入為高電平，一個(gè)輸入為低電平D.以上都不對(duì)19、在一個(gè)數(shù)字電路中，出現(xiàn)了競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出出現(xiàn)了不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下哪種方法可能是最有效地消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)？（）A.增加冗余項(xiàng)，修改邏輯表達(dá)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(mén)D.以上方法結(jié)合使用20、已知邏輯函數(shù)F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展開(kāi)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(guò)程中，不斷有新的技術(shù)和方法出現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯發(fā)展趨勢(shì)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.集成度越來(lái)越高，芯片的功能越來(lái)越強(qiáng)大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號(hào)C.功耗越來(lái)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(méi)有太多的創(chuàng)新空間22、編碼器的功能是將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。以下關(guān)于編碼器的描述，不正確的是（）A.普通編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出B.優(yōu)先編碼器會(huì)對(duì)優(yōu)先級(jí)高的輸入進(jìn)行編碼輸出C.編碼器可以將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)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(duì)于一個(gè)由多個(gè)邏輯門(mén)組成的電路，已知輸入信號(hào)A、B、C的變化順序?yàn)?00->001->010->011，輸出信號(hào)的變化順序?yàn)?->0->1->0，該電路實(shí)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(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入為000時(shí)，以下哪個(gè)輸出狀態(tài)是正確的？（）A.只有第0個(gè)輸出為1，其余為0B.只有第7個(gè)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(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.AB+AC'B.AC'+BCC.AB+BCD.以上都不對(duì)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)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?cè)谟?jì)數(shù)器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)存儲(chǔ)單元。3、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)現(xiàn)象的邏輯分析法，以及其應(yīng)用步驟。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，以及常用的消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的方法，并通過(guò)具體電路進(jìn)行說(shuō)明。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)且具有復(fù)位功能的電路，畫(huà)出狀態(tài)圖和邏輯圖。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的7位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行格雷碼編碼的邏輯電路，給出邏輯函數(shù)表達(dá)式和電路實(shí)現(xiàn)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，實(shí)現(xiàn)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)位標(biāo)志。4、（本題5分）利用數(shù)據(jù)選擇器和比較器設(shè)計(jì)一個(gè)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(huà)出邏輯圖和選擇規(guī)則。5、（本題5分）利用邏輯門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)特殊用途的邏輯電路，滿足特定的應(yīng)用需求。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)觸摸屏輸入信號(hào)的處理和坐標(biāo)計(jì)算。仔細(xì)分析觸摸屏的工作原理和信號(hào)特點(diǎn)，解釋電路中各個(gè)模塊的功能和計(jì)算邏輯