泉州輕工職業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯電路（Ⅰ）》2023-2024學(xué)年第二學(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頁泉州輕工職業(yè)學(xué)院

《數(shù)字邏輯電路（Ⅰ）》2023-2024學(xué)年第二學(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、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2、在數(shù)字邏輯中，邏輯門是實現(xiàn)邏輯運算的基本單元。與門的邏輯功能是只有當(dāng)所有輸入都為高電平時，輸出才為高電平。以下關(guān)于與門的描述，錯誤的是（）A.與門的邏輯表達(dá)式為Y=A·BB.可以用二極管和電阻實現(xiàn)簡單的與門電路C.與門的輸入和輸出信號只有高電平和低電平兩種狀態(tài)D.與門在數(shù)字電路中應(yīng)用較少，不如或門和非門重要3、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進行計數(shù)。以下關(guān)于計數(shù)器的描述，錯誤的是（）A.計數(shù)器可以按照計數(shù)方式分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器B.同步計數(shù)器的計數(shù)速度比異步計數(shù)器快，因為所有觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)C.計數(shù)器的計數(shù)容量取決于觸發(fā)器的個數(shù)和計數(shù)方式D.計數(shù)器在工作過程中不會出現(xiàn)誤計數(shù)的情況4、在數(shù)字邏輯的加法器設(shè)計中，半加器和全加器是基礎(chǔ)組件。假設(shè)要構(gòu)建一個能對兩個4位二進制數(shù)進行加法運算的電路，以下關(guān)于半加器和全加器的使用，哪個是正確的（）A.只需要使用半加器B.只需要使用全加器C.先使用半加器，再使用全加器D.以上方法都不正確5、對于一個異步復(fù)位的觸發(fā)器，復(fù)位信號的撤銷時間與時鐘脈沖的關(guān)系會影響觸發(fā)器的狀態(tài)嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.以上都不對6、數(shù)字邏輯中的加法器可以實現(xiàn)兩個二進制數(shù)的相加。一個4位二進制加法器，當(dāng)兩個輸入都為最大的4位二進制數(shù)時，輸出結(jié)果會產(chǎn)生進位嗎？（）A.會產(chǎn)生進位B.不會產(chǎn)生進位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷7、考慮一個由D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，若要實現(xiàn)串行輸入并行輸出，至少需要幾個D觸發(fā)器？（）A.2個B.4個C.8個D.16個8、數(shù)字邏輯中的寄存器可以用于存儲數(shù)據(jù)。一個同步寄存器和一個異步寄存器的主要區(qū)別是什么？（）A.同步寄存器的存儲操作與時鐘同步，異步寄存器的存儲操作與時鐘不同步B.同步寄存器的存儲速度快，異步寄存器的存儲速度慢C.不確定D.同步寄存器和異步寄存器沒有區(qū)別9、數(shù)字邏輯中的加法器可以進行多位二進制數(shù)的相加。一個16位二進制加法器，當(dāng)兩個輸入都為最大的16位二進制數(shù)時，輸出結(jié)果會產(chǎn)生幾個進位？（）A.一個進位B.兩個進位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷10、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要實現(xiàn)一個能判斷輸入的3位二進制數(shù)是否大于4的電路，最少需要幾個邏輯門？（）A.2B.3C.4D.511、考慮到一個大規(guī)模集成電路的布局布線，假設(shè)芯片上集成了數(shù)十億個晶體管，需要合理安排它們的位置和連接以減少延遲和功耗。這是一個極其復(fù)雜的問題，通常需要借助專業(yè)的工具和算法來解決。以下哪個因素在布局布線過程中對性能的影響最大？（）A.晶體管的密度B.布線的長度C.電源和地線的分布D.時鐘樹的設(shè)計12、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種用于描述系統(tǒng)狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換的模型。Mealy型和Moore型是兩種常見的有限狀態(tài)機類型。Mealy型有限狀態(tài)機的輸出不僅取決于當(dāng)前狀態(tài)，還取決于：（）A.上一個狀態(tài)B.輸入信號C.時鐘信號D.初始狀態(tài)13、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的8位二進制數(shù)進行編碼，將其轉(zhuǎn)換為3位的二進制編碼。在選擇編碼方式時，需要考慮編碼的唯一性和容錯性等因素。以下哪種編碼方式可能是最合適的？（）A.格雷碼，相鄰數(shù)值的編碼只有一位不同，具有良好的容錯性B.8421碼，是常見的二進制編碼方式，但相鄰數(shù)值變化可能多位不同C.余3碼，在8421碼基礎(chǔ)上加上3得到，計算復(fù)雜D.隨機編碼，編碼方式不固定，難以保證唯一性和規(guī)律14、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達(dá)式的化簡是一項重要的工作。以下關(guān)于邏輯表達(dá)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(dá)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15、寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲數(shù)據(jù)的部件。以下關(guān)于寄存器的描述，錯誤的是（）A.寄存器可以由D觸發(fā)器或其他存儲元件構(gòu)成B.寄存器能夠在時鐘信號的控制下存儲和更新數(shù)據(jù)C.移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作D.寄存器的存儲容量是固定的，不能根據(jù)需要進行擴展16、考慮到一個數(shù)字系統(tǒng)的電源管理，需要根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài)動態(tài)地調(diào)整電源電壓和電流，以實現(xiàn)節(jié)能和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。假設(shè)通過數(shù)字邏輯電路來控制電源管理模塊，以下哪種電源管理技術(shù)與數(shù)字邏輯電路的結(jié)合能夠提供最佳的節(jié)能效果？（）A.動態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）B.睡眠模式C.電源關(guān)斷D.以上都是17、在數(shù)字電路的分析和設(shè)計中，建立真值表是重要的步驟之一。以下關(guān)于真值表作用的描述中，錯誤的是（）A.可以直觀地反映輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系B.有助于化簡邏輯函數(shù)C.是設(shè)計數(shù)字電路的唯一依據(jù)D.可以驗證邏輯電路的功能是否正確18、寄存器是用于存儲一組二進制數(shù)據(jù)的時序邏輯電路。在寄存器中，以下說法錯誤的是（）A.寄存器可以由多個D觸發(fā)器組成B.寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入和并行輸出C.移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移或右移操作D.寄存器中的數(shù)據(jù)在斷電后會自動丟失19、對于一個由多個計數(shù)器級聯(lián)組成的大計數(shù)器，其計數(shù)范圍是各個計數(shù)器計數(shù)范圍的什么？（）A.乘積B.和C.差D.以上都不對20、已知邏輯函數(shù)F=A'B+AB'+A'C，其最簡或與表達(dá)式為？（）A.(A'+B')(A+B)(A'+C)B.(A+B')(A'+B)(A+C')C.(A'+B)(A+B')(A'+C')D.(A+B)(A'+B')(A+C')二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）深入分析在時序邏輯電路的分析中，如何根據(jù)給定的電路寫出狀態(tài)方程、輸出方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。2、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中移位寄存器的移位速度和時鐘頻率的關(guān)系，舉例說明在高速數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用。3、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的顯示驅(qū)動應(yīng)用中，如何連接譯碼器和數(shù)碼管以實現(xiàn)數(shù)字顯示。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個能實現(xiàn)狀態(tài)按特定規(guī)律變化的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。2、（本題5分）利用譯碼器和比較器設(shè)計一個能根據(jù)輸入數(shù)字控制多個設(shè)備不同狀態(tài)的電路，畫出邏輯圖和控制策略。3、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計一個異步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個12位扭環(huán)形計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路。4、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進行三個16位二進制數(shù)的加法運算，并輸出結(jié)果和進位。5、（本題5分）設(shè)計一個能檢測輸入的十四位二進制數(shù)中是否存在連續(xù)八個1的電路，用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）給定一個4位的移位寄存器，初始值為1