安徽農(nóng)業(yè)大學《數(shù)字化設(shè)計》2022-2023學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽農(nóng)業(yè)大學

《數(shù)字化設(shè)計》2022-2023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20個小題，每小題2分，共40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、已知一個計數(shù)器的計數(shù)模為16，若要實現(xiàn)一個模為8的計數(shù)器，可以通過？（）A.改變計數(shù)器的時鐘頻率B.對計數(shù)器的輸出進行適當?shù)姆答丆.增加計數(shù)器的位數(shù)D.以上都不對2、在數(shù)字電路設(shè)計中，組合邏輯電路和時序邏輯電路是兩種基本類型。假設(shè)要設(shè)計一個電路，用于判斷兩個4位二進制數(shù)是否相等。如果只考慮當前輸入的兩個二進制數(shù)，不考慮之前的輸入和狀態(tài)，那么應該采用哪種邏輯電路？（）A.組合邏輯電路，因為其輸出僅取決于當前輸入B.時序邏輯電路，能夠存儲之前的輸入信息C.既可以是組合邏輯電路，也可以是時序邏輯電路，取決于具體設(shè)計D.無法確定，需要更多的條件才能選擇3、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，集成電路技術(shù)的進步起到了重要的推動作用。以下關(guān)于集成電路技術(shù)對數(shù)字邏輯的影響，錯誤的是（）A.集成電路技術(shù)使得數(shù)字邏輯電路的集成度不斷提高，體積越來越小B.隨著集成電路工藝的發(fā)展，數(shù)字電路的性能不斷提升，功耗不斷降低C.集成電路技術(shù)的進步使得數(shù)字邏輯的設(shè)計和制造變得更加復雜和昂貴D.先進的集成電路技術(shù)為數(shù)字邏輯的創(chuàng)新應用提供了更多的可能性4、在數(shù)字電路中，鎖存器和觸發(fā)器都可以存儲數(shù)據(jù)。假設(shè)我們正在比較鎖存器和觸發(fā)器。以下關(guān)于鎖存器和觸發(fā)器的描述，哪一項是不準確的？（）A.鎖存器是電平敏感的存儲器件，觸發(fā)器是邊沿敏感的存儲器件B.鎖存器在輸入信號有效期間，輸出會隨著輸入的變化而變化；觸發(fā)器在時鐘邊沿時才會改變狀態(tài)C.鎖存器和觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)相似，只是觸發(fā)方式不同D.鎖存器比觸發(fā)器的抗干擾能力強，更適合在噪聲環(huán)境中使用5、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8輸入3輸出的編碼器，當8個輸入中有且僅有一個為1時，輸出對應的3位二進制編碼。如果同時有多個輸入為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，允許多個輸入同時有效B.優(yōu)先編碼器，能夠識別優(yōu)先級最高的輸入C.二進制編碼器，將輸入直接轉(zhuǎn)換為二進制編碼D.十進制編碼器，將十進制輸入轉(zhuǎn)換為編碼6、在數(shù)字邏輯中，若要將一個8位的二進制數(shù)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換7、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(jié)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8、在數(shù)字邏輯電路的可靠性設(shè)計中，假設(shè)一個電路需要在惡劣的環(huán)境條件下長時間穩(wěn)定運行，例如高溫、高濕度和強電磁干擾。為了提高電路的可靠性和容錯能力，以下哪種技術(shù)或方法是經(jīng)常采用的？（）A.冗余設(shè)計B.電磁屏蔽C.散熱優(yōu)化D.以上都是9、用2輸入與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+CD，至少需要幾個與非門？（）A.2B.3C.4D.510、在數(shù)字電路中，若要對一個16位的二進制數(shù)進行取反操作，以下哪種方法是最有效的？（）A.逐位取反B.使用反相器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是11、在數(shù)字電路中，對于一個8位的二進制補碼表示的帶符號數(shù)，其能表示的數(shù)值范圍是？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25512、數(shù)字邏輯中的乘法器可以通過不同的方式實現(xiàn)。假設(shè)要實現(xiàn)一個4×4的乘法器，使用移位相加的方法，以下哪個步驟是關(guān)鍵？（）A.確定移位的次數(shù)B.控制加法的順序C.處理乘法的符號D.以上步驟都很關(guān)鍵13、在數(shù)字邏輯中，異步復位和同步復位是兩種常見的復位方式。假設(shè)一個時序電路，在復位信號有效的情況下，以下哪種復位方式能夠更可靠地將電路狀態(tài)初始化？（）A.異步復位B.同步復位C.兩者效果相同D.取決于具體電路14、在數(shù)字電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)將輸入的高、低電平編碼為二進制代碼的電路是？（）A.優(yōu)先編碼器B.普通編碼器C.譯碼器D.數(shù)據(jù)選擇器15、在數(shù)字邏輯中，若要將一個4位并行輸入的數(shù)值轉(zhuǎn)換為串行輸出，需要使用以下哪種電路？（）A.計數(shù)器B.編碼器C.譯碼器D.移位寄存器16、數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲器）可以存儲固定的數(shù)據(jù)。假設(shè)一個8×4的ROM，其地址線有3條，數(shù)據(jù)線有4條。當輸入地址為010時，輸出的數(shù)據(jù)可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能17、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(jié)合使用18、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字電路，用于將一個4位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為對應的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路19、若一個數(shù)字電路的輸入信號為連續(xù)變化的模擬信號，需要經(jīng)過什么處理才能被數(shù)字電路識別？（）A.濾波B.放大C.量化D.編碼20、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設(shè)計目標。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的并行輸出和串行輸出的轉(zhuǎn)換方法，舉例說明在不同數(shù)據(jù)接口中的應用。2、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字電路的信號調(diào)理中，如放大、濾波等操作的目的和實現(xiàn)方法。3、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中只讀存儲器（ROM）和隨機存取存儲器（RAM）的區(qū)別和特點，舉例說明它們在不同應用中的選擇。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個能產(chǎn)生交替變化數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和控制方式。2、（本題5分）設(shè)計一個能檢測輸入的二十位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)十一個1的電路，用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖。3、（本題5分）利用譯碼器和比較器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)字大小分類輸出的電路，例如大于5、小于5等，畫出邏輯圖。4、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計一個同步3位環(huán)形計數(shù)器，畫出邏輯電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并說明其特點。5、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個模10的可逆計數(shù)器，即能夠進行加1和減1操作，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）給定一個復雜的數(shù)字系統(tǒng)，分析其功