安徽大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級(jí)專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：凡年級(jí)專業(yè)、姓名、學(xué)號(hào)錯(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績(jī)按零分記?！堋狻€…………第1頁(yè)，共1頁(yè)安徽大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》

2021-2022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15個(gè)小題，每小題2分，共30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，編碼器和解碼器是常用的組件。假如有一個(gè)8輸入3輸出的編碼器，當(dāng)8個(gè)輸入中有且僅有一個(gè)為1時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)的3位二進(jìn)制編碼。如果同時(shí)有多個(gè)輸入為1，則輸出為非法編碼。那么，這種編碼器屬于什么類型？（）A.普通編碼器，允許多個(gè)輸入同時(shí)有效B.優(yōu)先編碼器，能夠識(shí)別優(yōu)先級(jí)最高的輸入C.二進(jìn)制編碼器，將輸入直接轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼D.十進(jìn)制編碼器，將十進(jìn)制輸入轉(zhuǎn)換為編碼2、在數(shù)字邏輯中，鎖存器和觸發(fā)器都可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但它們?cè)诠ぷ鞣绞缴嫌幸欢ǖ膮^(qū)別。鎖存器在使能信號(hào)有效時(shí)，數(shù)據(jù)可以隨時(shí)寫入；而觸發(fā)器只有在時(shí)鐘沿到來(lái)時(shí)，數(shù)據(jù)才會(huì)被寫入。以下關(guān)于鎖存器和觸發(fā)器的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.鎖存器的抗干擾能力比觸發(fā)器強(qiáng)B.觸發(fā)器比鎖存器更適合用于同步系統(tǒng)C.鎖存器和觸發(fā)器都可以用于存儲(chǔ)一位數(shù)據(jù)D.鎖存器的功耗一般比觸發(fā)器低3、數(shù)字邏輯中的PAL（可編程陣列邏輯）具有固定的或陣列和可編程的與陣列。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)PAL實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的邏輯功能，以下哪個(gè)步驟對(duì)于確保功能的正確性最為關(guān)鍵？（）A.確定或陣列的連接B.編程與陣列的連接C.選擇合適的PAL芯片D.測(cè)試PAL的輸出4、數(shù)字邏輯中的編碼器可以將多個(gè)輸入信號(hào)編碼為較少的輸出信號(hào)。一個(gè)16線-4線編碼器，當(dāng)輸入為特定值時(shí)，輸出的二進(jìn)制編碼是什么？（）A.根據(jù)編碼器的編碼規(guī)則確定輸出編碼B.輸出編碼是隨機(jī)的C.不確定D.根據(jù)編碼器的類型判斷5、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)6、對(duì)于一個(gè)8位的串行加法器，完成一次加法運(yùn)算所需的時(shí)間是并行加法器的：（）A.8倍B.1/8C.2倍D.1/27、在數(shù)字邏輯中，計(jì)數(shù)器是常見的時(shí)序邏輯電路。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)模10的計(jì)數(shù)器，也就是從0計(jì)數(shù)到9后重新回到0，以下哪種方法是可行的？（）A.使用4個(gè)觸發(fā)器，通過(guò)反饋邏輯實(shí)現(xiàn)B.使用5個(gè)觸發(fā)器，按照特定順序連接C.使用10個(gè)觸發(fā)器，每個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)D.無(wú)法用常見的數(shù)字邏輯器件實(shí)現(xiàn)模10計(jì)數(shù)器8、考慮一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中存在自循環(huán)的狀態(tài)，這意味著：（）A.電路存在故障B.電路可以保持在該狀態(tài)C.狀態(tài)轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定D.無(wú)法確定電路的行為9、競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)是數(shù)字電路中可能出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號(hào)傳輸?shù)难舆t不同導(dǎo)致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)不會(huì)對(duì)數(shù)字電路的功能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，因此可以忽略不計(jì)D.在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析中，需要考慮競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的可能性，并采取相應(yīng)的措施10、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生101010序列的數(shù)字電路，最簡(jiǎn)的方法是使用：（）A.計(jì)數(shù)器B.移位寄存器C.數(shù)據(jù)選擇器D.編碼器11、一個(gè)4位的并行加法器，若采用先行進(jìn)位方式，其運(yùn)算速度比串行進(jìn)位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.無(wú)法比較12、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.boolean13、在數(shù)字邏輯中，異步時(shí)序電路的同步方式與同步時(shí)序電路不同。以下關(guān)于異步時(shí)序電路的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.異步時(shí)序電路中，各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不同步B.異步時(shí)序電路的速度比同步時(shí)序電路快C.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)和分析比較復(fù)雜D.異步時(shí)序電路中可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)14、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)的CPU設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的領(lǐng)域。以下關(guān)于CPU中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.CPU中的算術(shù)邏輯單元（ALU）使用數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算B.控制單元通過(guò)數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生控制信號(hào)，協(xié)調(diào)CPU的工作C.CPU的性能主要取決于數(shù)字邏輯電路的速度和復(fù)雜度D.CPU的設(shè)計(jì)與數(shù)字邏輯的知識(shí)無(wú)關(guān)，只需要考慮軟件的需求15、對(duì)于一個(gè)5位的二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，從0開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)30個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.11110B.11101C.00011D.00000二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的低功耗設(shè)計(jì)策略，如電源門控和動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模式（如加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)和可逆計(jì)數(shù)）的實(shí)現(xiàn)方法和應(yīng)用場(chǎng)景。3、（本題5分）解釋什么是鎖存器，它與觸發(fā)器有什么區(qū)別和聯(lián)系，以及在實(shí)際中的應(yīng)用。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音頻均衡器電路，能夠調(diào)整音頻信號(hào)的頻率響應(yīng)。詳細(xì)闡述均衡器的工作原理和參數(shù)設(shè)置，分析各個(gè)頻段的增益控制邏輯和實(shí)現(xiàn)方式。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲腂CD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。仔細(xì)研究BCD碼和二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則，說(shuō)明電路中如何進(jìn)行位運(yùn)算和數(shù)值轉(zhuǎn)換?？紤]如何處理非法的BCD碼輸入和提高轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。3、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的可靠性測(cè)試方案，分析測(cè)試用例的覆蓋性和有效性。提出改進(jìn)測(cè)試方案的建議和措施，包括增加測(cè)試向量、引入故障注入等方法。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。詳細(xì)分析格雷碼和二進(jìn)制碼之間的轉(zhuǎn)換規(guī)則，以及在電路中實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換所需要的邏輯運(yùn)算和門電路的連接方式。5、（本題5分）用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的糾錯(cuò)編碼電路，例如漢明碼。深入剖析糾錯(cuò)編碼的原理和生成、校驗(yàn)算法的邏輯實(shí)現(xiàn)，解釋如何檢測(cè)和糾正傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤。四、設(shè)計(jì)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)能實(shí)現(xiàn)兩位二進(jìn)制數(shù)乘法運(yùn)算