重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)?！稊?shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校

《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》2023-2024學(xué)年第一學(xué)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30個小題，每小題1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、在數(shù)字邏輯中，要用PLA（可編程邏輯陣列）實現(xiàn)一個4輸入2輸出的邏輯函數(shù)，需要多少個可編程的與陣列單元？（）A.4B.8C.16D.322、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3、在數(shù)字電路中，同步時序邏輯電路和異步時序邏輯電路各有特點。以下關(guān)于它們的比較，不正確的是（）A.同步時序邏輯電路的工作速度通常比異步時序邏輯電路快B.異步時序邏輯電路的設(shè)計比同步時序邏輯電路簡單C.同步時序邏輯電路的抗干擾能力比異步時序邏輯電路強D.異步時序邏輯電路不存在時鐘偏移問題，而同步時序邏輯電路存在4、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯誤。以下關(guān)于競爭冒險產(chǎn)生原因的描述中，不正確的是（）A.信號傳輸延遲B.邏輯門的傳輸時間不一致C.輸入信號的變化同時到達邏輯門D.電路的設(shè)計不合理5、考慮數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器，假設(shè)一個系統(tǒng)需要從8個輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)3位選擇信號選擇一個輸出。以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠滿足這個需求？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.32選1數(shù)據(jù)選擇器6、在一個數(shù)字電路中，使用了多個觸發(fā)器來存儲數(shù)據(jù)。關(guān)于觸發(fā)器的工作特性，以下哪種描述是準(zhǔn)確的？（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿時根據(jù)輸入值改變狀態(tài)B.JK觸發(fā)器在輸入J=K=1時，會保持原狀態(tài)C.T觸發(fā)器只有在輸入為1時才改變狀態(tài)D.以上觸發(fā)器的描述都不準(zhǔn)確7、在數(shù)字電路設(shè)計中，需要對一個復(fù)雜的邏輯函數(shù)進行化簡，以減少門電路的數(shù)量和降低成本。假設(shè)給定的邏輯函數(shù)為F=AB'C+A'BC+ABC'+A'B'C'，以下哪種方法可能是最有效的化簡途徑？（）A.運用卡諾圖進行化簡B.通過邏輯代數(shù)的基本定律和公式進行化簡C.采用真值表分析化簡D.隨機嘗試不同的運算組合進行化簡8、在數(shù)字邏輯中，編碼器和譯碼器有著不同的功能。假設(shè)我們正在使用編碼器和譯碼器。以下關(guān)于編碼器和譯碼器的描述，哪一項是不正確的？（）A.編碼器將多個輸入信號編碼為較少位的輸出信號B.譯碼器將輸入的二進制代碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號C.優(yōu)先編碼器在多個輸入同時有效時，只對優(yōu)先級高的輸入進行編碼D.編碼器和譯碼器的輸入和輸出位數(shù)是固定不變的，不能根據(jù)需求進行調(diào)整9、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要器件。關(guān)于譯碼器的功能和應(yīng)用，以下說法錯誤的是（）A.譯碼器可以將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號B.譯碼器常用于地址譯碼和指令譯碼C.二進制譯碼器輸入的編碼位數(shù)和輸出的信號數(shù)量相同D.譯碼器只能對特定的編碼進行譯碼，不能處理任意的輸入10、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯誤。假設(shè)我們正在分析一個存在競爭冒險的電路。以下關(guān)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(shè)計合理，就一定不會出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象11、在數(shù)字邏輯中，乘法器是實現(xiàn)乘法運算的重要電路。以下關(guān)于乘法器實現(xiàn)方法的描述中，不正確的是（）A.可以使用移位相加的方法B.可以通過硬件電路直接實現(xiàn)C.乘法器的速度與位數(shù)成正比D.可以使用陣列乘法器提高速度12、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器，若要實現(xiàn)計數(shù)范圍為0-7的循環(huán)計數(shù)，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機設(shè)置C.保持不變D.以上都不對13、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(guān)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(jié)果應(yīng)該是唯一的14、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'15、在數(shù)字邏輯的教學(xué)和學(xué)習(xí)中，實驗環(huán)節(jié)是非常重要的。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實驗的描述，正確的是（）A.數(shù)字邏輯實驗可以幫助學(xué)生更好地理解理論知識，提高動手能力B.實驗中只需要按照實驗指導(dǎo)書的步驟進行操作，不需要思考和創(chuàng)新C.數(shù)字邏輯實驗的結(jié)果一定是準(zhǔn)確無誤的，不會出現(xiàn)任何問題D.數(shù)字邏輯實驗設(shè)備的先進程度決定了實驗教學(xué)的質(zhì)量和效果16、數(shù)字邏輯中的全加器可以實現(xiàn)三個一位二進制數(shù)的相加。一個全加器的輸入為A=1，B=0，進位C_in=1，那么輸出的和S和進位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷17、在數(shù)字邏輯電路中，使用集成電路芯片構(gòu)建電路時，需要考慮芯片的引腳功能和連接方式。假設(shè)使用一個特定的譯碼器芯片，以下關(guān)于芯片引腳的理解和使用，哪個是正確的（）A.所有引腳的功能都是固定的，不能改變B.可以根據(jù)需要靈活配置某些引腳的功能C.引腳的連接順序不影響電路功能D.以上說法都不正確18、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲亩M制代碼轉(zhuǎn)換為特定輸出信號的電路稱為？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器19、加法器是數(shù)字電路中用于實現(xiàn)加法運算的重要部件。在半加器和全加器中，以下關(guān)于半加器的描述中，錯誤的是（）A.半加器不考慮來自低位的進位B.半加器的輸出包括本位和以及向高位的進位C.半加器可以由異或門和與門組成D.半加器的功能比全加器簡單20、假設(shè)正在研究數(shù)字電路的可靠性問題。隨著電路的老化和環(huán)境的變化，電路可能會出現(xiàn)故障。為了提高電路的可靠性，以下哪種方法是有效的？（）A.采用冗余設(shè)計，增加備份組件B.定期對電路進行維護和檢測C.優(yōu)化電路的工作環(huán)境，減少外界干擾D.以上方法都可以提高數(shù)字電路的可靠性21、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡與或表達式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'22、在復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，常常采用層次化設(shè)計方法。以下關(guān)于層次化設(shè)計的描述，正確的是（）A.層次化設(shè)計將系統(tǒng)劃分為多個層次，每個層次完成特定的功能B.層次化設(shè)計可以提高系統(tǒng)的設(shè)計效率和可維護性C.不同層次之間通過明確的接口進行通信和交互D.層次化設(shè)計是一種自頂向下的設(shè)計方法，不支持自底向上的設(shè)計過程23、對于數(shù)字電路中的編碼器，假設(shè)一個系統(tǒng)需要將8個不同的輸入信號編碼為3位二進制代碼。在這種情況下，以下哪種編碼器能夠滿足要求并且具有較好的性能？（）A.普通編碼器B.優(yōu)先編碼器C.二進制編碼器D.十進制編碼器24、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計需要遵循一定的步驟和方法。假設(shè)我們正在設(shè)計一個簡單的數(shù)字系統(tǒng)。以下關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.首先需要明確系統(tǒng)的功能和性能要求，制定詳細(xì)的設(shè)計方案B.然后進行模塊劃分和邏輯設(shè)計，使用硬件描述語言（HDL）進行描述C.設(shè)計完成后需要進行仿真驗證，確保系統(tǒng)的功能正確無誤D.數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計不需要考慮成本和可維護性，只要功能實現(xiàn)即可25、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的時序邏輯電路時，假設(shè)一個電路需要根據(jù)輸入信號的歷史狀態(tài)和當(dāng)前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實現(xiàn)這種功能？（）A.計數(shù)器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態(tài)機26、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，需要考慮電路的功耗。假設(shè)一個邏輯電路，通過優(yōu)化邏輯表達式可以降低功耗，以下哪種優(yōu)化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數(shù)量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)D.以上方法效果相同27、在數(shù)字邏輯電路中，同步時序電路和異步時序電路有明顯的區(qū)別。以下關(guān)于它們的描述，不正確的是（）A.同步時序電路使用統(tǒng)一的時鐘信號來控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換B.異步時序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不受統(tǒng)一時鐘的控制C.同步時序電路的穩(wěn)定性比異步時序電路好D.異步時序電路的設(shè)計比同步時序電路簡單28、考慮數(shù)字邏輯中的移位寄存器的應(yīng)用，假設(shè)在數(shù)字通信系統(tǒng)中使用移位寄存器進行數(shù)據(jù)的串行到并行轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于這種應(yīng)用的優(yōu)勢和工作原理，哪個描述是準(zhǔn)確的（）A.提高數(shù)據(jù)傳輸速度B.增加數(shù)據(jù)的錯誤率C.移位寄存器在轉(zhuǎn)換過程中會丟失數(shù)據(jù)D.以上描述都不準(zhǔn)確29、在數(shù)字邏輯的總線結(jié)構(gòu)中，假設(shè)一個系統(tǒng)有多組數(shù)據(jù)需要通過同一組總線傳輸。為了避免數(shù)據(jù)沖突，以下哪種機制是常用的解決方案？（）A.三態(tài)門B.鎖存器C.寄存器D.計數(shù)器30、在數(shù)字電路的設(shè)計中，使用硬件描述語言（HDL）可以提高效率和可讀性。以下關(guān)于HDL的描述，錯誤的是（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的HDLB.HDL可以描述數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)和行為C.HDL編寫的代碼可以直接被硬件執(zhí)行D.HDL便于進行數(shù)字電路的仿真和驗證二、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)字邏輯電路，實現(xiàn)一個5位的數(shù)值比較器，能夠判斷兩個輸入數(shù)的大小關(guān)系，并輸出相應(yīng)的標(biāo)志位。詳細(xì)描述比較器的邏輯功能和實現(xiàn)方法，通過真值表和邏輯表達式進行驗證，并畫出邏輯電路圖。思考該比較器在排序算法和數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)化和擴展。2、（本題5分）設(shè)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(biāo)計算。仔細(xì)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，研究如何提高坐標(biāo)計算的精度和響應(yīng)速度。3、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號自適應(yīng)濾波電路。深入分析自適應(yīng)濾波算法的邏輯實現(xiàn)和性能特點，解釋如何根據(jù)輸入信號的變化調(diào)整濾波器參數(shù)，研究在信號處理中的應(yīng)用優(yōu)勢。4、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)選擇器，能夠從多個輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)控制信號選擇一個輸出。詳細(xì)分析數(shù)據(jù)選擇器的邏輯表達式、電路結(jié)構(gòu)和工作特性，研究如何通過級聯(lián)多個數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)選擇功能。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中的傳感器數(shù)據(jù)融合。仔細(xì)分析多種傳感器數(shù)據(jù)的特點和融合算法，解釋電路中各個模塊的功能和數(shù)據(jù)處理邏輯，探討如何提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的譯碼錯誤檢測與糾正機制中，常見的方法和實現(xiàn)原理。2、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的布線規(guī)劃中，如何減少信號延遲和串?dāng)_，提高電路的穩(wěn)定性。3、（