華東師范大學(xué)《數(shù)字邏輯實踐》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁華東師范大學(xué)《數(shù)字邏輯實踐》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時序邏輯電路，若要實現(xiàn)自啟動功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達(dá)式C.真值表D.卡諾圖2、想象一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對兩個4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果。在設(shè)計這個加法器時，需要考慮速度、成本和復(fù)雜性等因素。以下哪種加法器結(jié)構(gòu)可能是最合適的？（）A.半加器級聯(lián)組成的加法器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.全加器級聯(lián)組成的加法器，速度較快但使用的邏輯門較多C.并行加法器，能夠同時處理所有位的相加，速度快但成本高D.利用移位和加法操作實現(xiàn)的加法器，算法復(fù)雜但節(jié)省硬件資源3、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)控制信號為特定值時，如何確定輸出是哪個輸入數(shù)據(jù)？（）A.根據(jù)控制信號的二進(jìn)制值確定輸出B.根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的大小確定輸出C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷4、對于一個4位的并行加法器，若兩個加數(shù)分別為1010和0101，那么相加的結(jié)果是多少？（）A.1111B.1001C.0111D.11105、在數(shù)字系統(tǒng)中，異步復(fù)位和同步復(fù)位是兩種常見的復(fù)位方式。異步復(fù)位不受時鐘信號的控制，而同步復(fù)位在時鐘信號的有效沿進(jìn)行復(fù)位操作。以下關(guān)于異步復(fù)位和同步復(fù)位的比較，正確的是：（）A.異步復(fù)位的可靠性高于同步復(fù)位B.同步復(fù)位更容易產(chǎn)生毛刺C.異步復(fù)位可能會導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)D.同步復(fù)位的設(shè)計更簡單6、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是非常重要的。以下關(guān)于提高數(shù)字系統(tǒng)可靠性的方法，錯誤的是（）A.采用冗余技術(shù)，增加備份部件B.優(yōu)化電路設(shè)計，減少競爭冒險C.提高電源穩(wěn)定性，減少電源噪聲D.為了降低成本，可以使用質(zhì)量較差的元器件7、對于一個同步時序邏輯電路，若狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中有8個狀態(tài)，至少需要幾個觸發(fā)器來表示這些狀態(tài)？（）A.2B.3C.4D.58、在數(shù)字邏輯中，數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的組件。假如有一個4選1的數(shù)據(jù)選擇器，有4個輸入數(shù)據(jù)和2位選擇控制信號。那么，這個數(shù)據(jù)選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)的邏輯功能相當(dāng)于哪種基本邏輯門？（）A.與門B.或門C.與非門D.無法等效為常見的基本邏輯門9、對于一個T觸發(fā)器，當(dāng)T輸入端為高電平時，在時鐘脈沖的上升沿到來時，觸發(fā)器的狀態(tài)會發(fā)生怎樣的變化？（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持不變10、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個多位二進(jìn)制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進(jìn)制的數(shù)字11、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，如何判斷一個數(shù)字邏輯電路是否存在靜態(tài)冒險？如果存在靜態(tài)冒險，如何消除？（）A.通過分析邏輯表達(dá)式或卡諾圖判斷是否存在靜態(tài)冒險，可以通過增加冗余項消除靜態(tài)冒險B.通過觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在靜態(tài)冒險，可以通過改變電路的結(jié)構(gòu)消除靜態(tài)冒險C.不確定D.靜態(tài)冒險很難判斷和消除12、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是常見的操作。以下關(guān)于數(shù)制轉(zhuǎn)換的描述，不正確的是（）A.可以通過除基取余法將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制B.二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制時，每三位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一位八進(jìn)制數(shù)C.十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制可以通過位權(quán)相加法D.不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換總是精確無誤的13、對于一個5位的格雷碼計數(shù)器，從00000開始計數(shù)，經(jīng)過10個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.10101B.11001C.10110D.1101014、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路，用于判斷一個8位二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。以下哪種邏輯表達(dá)式可以準(zhǔn)確地實現(xiàn)這個功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數(shù)，否則為偶數(shù)B.計算所有位的和，若為奇數(shù)則輸入為奇數(shù)，否則為偶數(shù)C.對高4位和低4位分別進(jìn)行判斷，綜合得出結(jié)果D.以上方法都不正確，無法通過簡單邏輯判斷奇偶性15、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過數(shù)字邏輯電路來完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲和傳輸離不開數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的故障注入測試中，注入故障的類型和方法以及測試結(jié)果分析。2、（本題5分）請詳細(xì)闡述在數(shù)字邏輯電路中，組合邏輯電路和時序邏輯電路的主要區(qū)別，并分別舉例說明它們在實際應(yīng)用中的場景。3、（本題5分）詳細(xì)說明在計數(shù)器的可編程設(shè)計中，如何通過外部控制信號改變計數(shù)模式和計數(shù)長度。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，采用移位相加的方法實現(xiàn)。詳細(xì)說明乘法運(yùn)算的步驟和邏輯，以及電路中如何通過移位和加法操作得到乘積結(jié)果。2、（本題5分）給定一個數(shù)字邏輯電路的真值表，推導(dǎo)其對應(yīng)的邏輯表達(dá)式，并根據(jù)表達(dá)式設(shè)計出相應(yīng)的電路。分析在推導(dǎo)過程中如何運(yùn)用卡諾圖等方法進(jìn)行化簡，以及化簡后的邏輯表達(dá)式對電路復(fù)雜度的影響。3、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號合成電路，例如正弦波、方波等信號的生成。深入分析信號合成的算法和邏輯實現(xiàn)，解釋如何調(diào)整信號的頻率、幅度和相位等參數(shù)。4、（本題5分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)的預(yù)處理和校準(zhǔn)。全面分析傳感器數(shù)據(jù)的特點和處理要求，討論如何通過數(shù)字邏輯去除噪聲、補(bǔ)償誤差和進(jìn)行線性化處理。5、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個代碼轉(zhuǎn)換器，例如將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。深入分析轉(zhuǎn)換的邏輯規(guī)則和實現(xiàn)方法，解釋代碼轉(zhuǎn)換在數(shù)字通信和存儲系統(tǒng)中的應(yīng)用和意義。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個譯碼器，