安徽大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》2022-2023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頁安徽大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、對于一個由多個邏輯門組成的電路，已知輸入信號A、B、C的變化順序為000->001->010->011，輸出信號的變化順序為1->0->1->0，該電路實現(xiàn)的是什么邏輯功能？（）A.與B.或C.非D.異或2、在數(shù)字邏輯中，硬件描述語言（HDL）用于描述數(shù)字電路的行為和結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用HDL進(jìn)行電路設(shè)計。以下關(guān)于HDL的描述，哪一項是不正確的？（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的硬件描述語言，它們具有相似的語法和功能B.使用HDL可以在不同的EDA工具中進(jìn)行綜合、仿真和實現(xiàn)C.HDL描述的數(shù)字電路可以直接映射到實際的硬件電路，無需任何修改D.硬件描述語言可以提高數(shù)字電路設(shè)計的效率和可維護(hù)性3、計數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于計數(shù)器的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.計數(shù)器可以按照遞增或遞減的方式計數(shù)B.異步計數(shù)器的計數(shù)速度比同步計數(shù)器快C.計數(shù)器的模值決定了其計數(shù)的范圍D.可以通過觸發(fā)器和邏輯門來構(gòu)建計數(shù)器4、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在數(shù)字電路中用于數(shù)據(jù)的傳輸和控制。假設(shè)我們正在研究它們的工作方式。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)按照控制信號分配到多個輸出端C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器可以由邏輯門和觸發(fā)器構(gòu)建D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能是相互獨(dú)立的，不能相互轉(zhuǎn)換5、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6、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的原有狀態(tài)有關(guān)。以下關(guān)于時序邏輯電路的說法中，錯誤的是（）A.觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元B.計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路C.時序邏輯電路中一定包含存儲元件D.時序邏輯電路的輸出與輸入的變化是同步的7、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為串行加法器和并行加法器。串行加法器和并行加法器的主要區(qū)別是什么？（）A.串行加法器逐位進(jìn)行加法運(yùn)算，并行加法器同時對多位進(jìn)行加法運(yùn)算B.串行加法器的運(yùn)算速度快，并行加法器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.串行加法器和并行加法器沒有區(qū)別8、數(shù)字邏輯中的邏輯門有多種類型，如與門、或門、非門等。一個三輸入與門，當(dāng)三個輸入都為高電平時，輸出是什么電平？（）A.高電平B.低電平C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷9、用4個全加器實現(xiàn)兩個4位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，需要考慮的進(jìn)位方式是？（）A.串行進(jìn)位B.并行進(jìn)位C.串并結(jié)合進(jìn)位D.以上都可以10、對于一個同步時序邏輯電路，若輸入信號在時鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對輸出有影響嗎？（）A.有B.沒有C.不確定D.以上都有可能11、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的計數(shù)方式進(jìn)行計數(shù)。一個模10計數(shù)器，需要幾個觸發(fā)器來實現(xiàn)？（）A.四個B.五個C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷12、已知一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器，輸入數(shù)字量為10000000，參考電壓為5V，那么輸出的模擬電壓大約是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V13、計數(shù)器不僅可以進(jìn)行加法計數(shù)，還可以進(jìn)行減法計數(shù)或者可逆計數(shù)。在一個可逆計數(shù)器中，可以通過控制信號來決定計數(shù)的方向。當(dāng)控制信號為1時進(jìn)行加法計數(shù)，為0時進(jìn)行減法計數(shù)。假設(shè)初始值為5，控制信號先為1計數(shù)3次，再為0計數(shù)2次，計數(shù)器的最終值為：（）A.6B.7C.8D.914、在數(shù)字邏輯電路中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入。假設(shè)設(shè)計一個用于判斷一個三位二進(jìn)制數(shù)是否能被3整除的組合邏輯電路。以下哪種方法可能是實現(xiàn)該電路的有效途徑（）A.使用卡諾圖進(jìn)行邏輯化簡B.直接通過邏輯門搭建，不進(jìn)行任何化簡C.采用中規(guī)模集成電路，如譯碼器D.以上方法都不可行15、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來檢測一個8位二進(jìn)制數(shù)中1的個數(shù)是否大于4。以下哪種方法可能是最有效的？（）A.使用逐位判斷和計數(shù)器來統(tǒng)計1的個數(shù)，然后進(jìn)行比較B.將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后與4比較C.通過復(fù)雜的邏輯運(yùn)算直接得出結(jié)果，不進(jìn)行計數(shù)D.無法通過簡單的數(shù)字電路實現(xiàn)此功能16、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17、已知一個數(shù)字電路的功耗主要由靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗組成，當(dāng)電路的工作頻率增加時，哪種功耗會顯著增加？（）A.靜態(tài)功耗B.動態(tài)功耗C.靜態(tài)和動態(tài)功耗都會增加D.靜態(tài)和動態(tài)功耗都不變18、對于一個用邏輯門實現(xiàn)的加法器，若要提高其運(yùn)算速度，可以采取什么措施？（）A.減少門的級數(shù)B.增加門的級數(shù)C.提高電源電壓D.降低電源電壓19、在數(shù)字邏輯的同步時序電路中，時鐘信號起到同步作用。假設(shè)一個同步時序電路的時鐘頻率過高，可能會導(dǎo)致以下哪種問題（）A.電路性能提高B.功耗降低C.時序混亂D.以上都不是問題20、假設(shè)正在研究數(shù)字邏輯電路中的時序違規(guī)問題，即信號的建立時間和保持時間不滿足要求。這可能導(dǎo)致電路的功能錯誤或不穩(wěn)定。為了檢測和解決時序違規(guī)，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.靜態(tài)時序分析B.動態(tài)時序仿真C.邏輯綜合優(yōu)化D.以上都是21、在數(shù)字電路設(shè)計中，若要實現(xiàn)一個能夠判斷兩個4位二進(jìn)制數(shù)是否相等的比較器，需要使用以下哪種邏輯門組合？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.同或門和或門D.以上都可以22、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(zhǔn)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(qiáng)，更適合在噪聲環(huán)境中使用23、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和控制信號的公共通道。關(guān)于總線的特點(diǎn)和類型，以下說法不正確的是（）A.總線可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線B.總線的帶寬決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣菴.并行總線比串行總線的數(shù)據(jù)傳輸速度快D.總線上的設(shè)備可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)24、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'25、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述中，不正確的是（）A.可以通過編程實現(xiàn)不同的邏輯功能B.包括可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）等C.編程后不能再修改D.適用于小批量、快速開發(fā)的數(shù)字電路設(shè)計26、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的有效工具?？ㄖZ圖通過相鄰最小項的合并來實現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡。對于一個具有4個變量的邏輯函數(shù)，其卡諾圖中相鄰的兩個最小項可以合并消去：（）A.0個變量B.1個變量C.2個變量D.3個變量27、在一個數(shù)字電路中，需要產(chǎn)生一個固定占空比的方波信號。以下哪種方法可能是最簡單的實現(xiàn)方式？（）A.使用555定時器芯片，通過外部電阻和電容設(shè)置占空比B.使用計數(shù)器和比較器組合，產(chǎn)生方波并控制占空比C.利用微控制器的定時器功能，通過編程設(shè)置占空比D.以上方法都很復(fù)雜，沒有簡單的實現(xiàn)方式28、在組合邏輯電路設(shè)計中，若要實現(xiàn)兩個兩位二進(jìn)制數(shù)相加，并產(chǎn)生進(jìn)位輸出，以下哪種邏輯門組合是最合適的？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.或門和非門D.同或門和或門29、在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，數(shù)字邏輯可以用于圖像的采集、存儲和處理。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用，錯誤的是（）A.圖像傳感器輸出的模擬信號可以通過數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號B.數(shù)字邏輯可以用于圖像的壓縮和加密，提高圖像的傳輸和存儲效率C.圖像的濾波、邊緣檢測等處理算法可以完全由數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)D.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要是輔助性的，不是核心部分30、隨機(jī)存儲器（RAM）在數(shù)字系統(tǒng)中用于臨時存儲數(shù)據(jù)。以下關(guān)于RAM的特點(diǎn)，描述不正確的是（）A.分為靜態(tài)RAM（SRAM）和動態(tài)RAM（DRAM）B.DRAM的集成度比SRAM高，但速度較慢C.SRAM需要定時刷新來保持?jǐn)?shù)據(jù)，DRAM則不需要D.RAM的讀寫操作比ROM靈活二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯編碼模塊，如卷積碼。分析卷積碼的編碼和解碼原理，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)糾錯功能。探討如何根據(jù)不同的通信要求選擇合適的卷積碼參數(shù)和提高糾錯性能。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲腂CD碼轉(zhuǎn)換為七段數(shù)碼管的驅(qū)動信號，實現(xiàn)數(shù)字的顯示。詳細(xì)分析BCD碼到七段碼的轉(zhuǎn)換邏輯，以及如何根據(jù)數(shù)碼管的特性設(shè)計合適的驅(qū)動電路。3、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(shù)字鎖電路，只有輸入正確的密碼才能解鎖。詳細(xì)闡述鎖電路的密碼設(shè)置、輸入驗證和解鎖控制邏輯，分析如何增強(qiáng)鎖電路的安全性和可靠性。4、（本題5分）使用編碼器和移位寄存器設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的編碼和串行傳輸。分析編碼方式的選擇和移位寄存器的工作原理，以及如何在傳輸過程中保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測輸入的二進(jìn)制數(shù)序列中是否存在特定的模式。分析模式檢測的算法和邏輯實現(xiàn)，考慮如何處理不同長度和復(fù)雜程度的模式，以及如何提高檢測的速度和準(zhǔn)確性。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）深入解釋在移位寄存器的串并轉(zhuǎn)換應(yīng)用中，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行輸入并行輸出和并行輸入串行輸出。2、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路的低功耗設(shè)計策略中，如門控時鐘、電源門控等技術(shù)的原理和應(yīng)用。3、（本題5分）解釋數(shù)字邏輯中的三態(tài)門的工作原理和應(yīng)用場景，為什么需要三態(tài)門。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中數(shù)