安徽大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………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)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、若要將一個(gè)8位的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出，至少需要幾個(gè)移位寄存器？（）A.1B.8C.16D.以上都不對2、對于一個(gè)12位的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)大約為：（）A.12個(gè)B.24個(gè)C.48個(gè)D.不確定3、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮，以減少存儲(chǔ)空間和傳輸帶寬。以下哪種編碼壓縮方法在數(shù)據(jù)重復(fù)性較高的情況下效果較好？（）A.哈夫曼編碼B.算術(shù)編碼C.行程編碼D.以上編碼方法的效果相同，與數(shù)據(jù)特點(diǎn)無關(guān)4、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)將輸入的4位二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)大兩倍的功能，以下哪種電路設(shè)計(jì)是可行的？（）A.在原數(shù)左邊添加兩個(gè)0B.將原數(shù)左移一位C.將原數(shù)與自身相加D.對原數(shù)進(jìn)行取反操作5、在數(shù)字邏輯的邏輯函數(shù)化簡中，假設(shè)一個(gè)邏輯函數(shù)表達(dá)式較為復(fù)雜。以下哪種化簡方法可以在保證邏輯功能不變的前提下，最大程度地減少邏輯門的數(shù)量（）A.公式法B.卡諾圖法C.奎因-麥克拉斯基法D.以上方法效果相同6、考慮數(shù)字邏輯中的代碼轉(zhuǎn)換，假設(shè)需要將BCD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。以下哪種方法在硬件實(shí)現(xiàn)上較為簡單？（）A.直接轉(zhuǎn)換B.通過中間碼轉(zhuǎn)換C.使用譯碼器轉(zhuǎn)換D.以上方法復(fù)雜度相似7、對于一個(gè)同步計(jì)數(shù)器，在時(shí)鐘脈沖的上升沿，如果計(jì)數(shù)器處于最大狀態(tài)，下一個(gè)時(shí)鐘脈沖到來時(shí)計(jì)數(shù)器將：（）A.保持不變B.復(fù)位C.重新計(jì)數(shù)D.不確定8、已知一個(gè)10位的A/D轉(zhuǎn)換器，輸入模擬電壓范圍為0-5V，若輸入電壓為2.5V，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量大約是多少？（）A.512B.256C.1024D.以上都不對9、對于數(shù)字電路中的加法運(yùn)算，假設(shè)要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)8位有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的加法，并且需要考慮溢出的情況。以下哪種方法最適合檢測溢出？（）A.檢查最高位的進(jìn)位B.比較和與操作數(shù)的符號(hào)C.使用專門的溢出檢測電路D.以上方法結(jié)合使用10、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和信息的重要通道。以下關(guān)于總線特點(diǎn)的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.可以連接多個(gè)設(shè)備B.總線的數(shù)據(jù)傳輸是并行的C.總線上的數(shù)據(jù)傳輸需要遵循特定的協(xié)議D.同一時(shí)刻只能有一個(gè)設(shè)備向總線發(fā)送數(shù)據(jù)11、已知一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)鐘頻率為20MHz，要計(jì)滿1000個(gè)數(shù)，大約需要多長時(shí)間？（）A.50μsB.50msC.500μsD.500ms12、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(xiàng)是不正確的？（）A.編碼器將多個(gè)輸入信號(hào)編碼為較少位的輸出信號(hào)B.譯碼器將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號(hào)C.優(yōu)先編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，只對優(yōu)先級(jí)高的輸入進(jìn)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(jìn)行調(diào)整13、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗(yàn)碼常用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。以下關(guān)于奇偶校驗(yàn)碼的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.奇偶校驗(yàn)碼可以檢測出奇數(shù)位錯(cuò)誤B.奇校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，偶校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗(yàn)碼不能糾正錯(cuò)誤，只能檢測錯(cuò)誤D.奇偶校驗(yàn)碼增加的校驗(yàn)位越多，檢測錯(cuò)誤的能力越強(qiáng)14、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為100MHz，則其時(shí)鐘周期為：（）A.10nsB.100nsC.1μsD.10μs15、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)一個(gè)加法/減法器，能夠根據(jù)控制信號(hào)選擇進(jìn)行加法或減法操作。以下哪種設(shè)計(jì)思路可能是最合理的？（）A.使用一個(gè)加法器和一個(gè)減法器，通過控制信號(hào)選擇輸出B.在加法器的基礎(chǔ)上，通過改變輸入的符號(hào)實(shí)現(xiàn)減法操作C.重新設(shè)計(jì)一個(gè)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)加法和減法的專用電路D.以上思路都不合理16、在數(shù)字系統(tǒng)中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的設(shè)計(jì)方法。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)基于FSM的系統(tǒng)。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)組成B.摩爾型有限狀態(tài)機(jī)的輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)，米利型有限狀態(tài)機(jī)的輸出取決于當(dāng)前狀態(tài)和輸入C.可以使用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述有限狀態(tài)機(jī)的行為D.有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)數(shù)量是固定的，不能根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)增加或減少17、對于數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字邏輯功能。以下哪種PLD類型在靈活性和集成度方面具有優(yōu)勢？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA18、或門是另一種常見的邏輯門，其邏輯功能為只要有一個(gè)輸入為高電平，輸出就為高電平。關(guān)于或門的特點(diǎn)，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯表達(dá)式為Y=A+BB.或門可以用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)條件中只要滿足一個(gè)就執(zhí)行的邏輯C.或門的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒有延遲D.或門在組合邏輯電路中起著重要的作用，常用于數(shù)據(jù)選擇和控制信號(hào)生成19、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的信號(hào)完整性問題，即信號(hào)在傳輸過程中可能出現(xiàn)的失真、延遲和噪聲等。以下哪種措施可以有效地改善信號(hào)完整性？（）A.優(yōu)化布線，減少信號(hào)反射B.增加信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力C.使用屏蔽線減少干擾D.以上措施都可以改善信號(hào)完整性20、對于一個(gè)3位的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)111開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過5個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.101B.100C.011D.010二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的多相位時(shí)鐘設(shè)計(jì)和應(yīng)用，分析其在同步系統(tǒng)中的作用和優(yōu)勢。2、（本題5分）深入解釋在數(shù)字邏輯電路的熱設(shè)計(jì)中，如何考慮芯片的散熱問題以保證正常工作溫度。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字邏輯中，編碼器和譯碼器的工作原理和功能，它們在信息處理中的重要性體現(xiàn)在哪里。4、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的多輸出控制設(shè)計(jì)中，如何協(xié)調(diào)多個(gè)輸出信號(hào)的邏輯關(guān)系。5、（本題5分）深入解釋在數(shù)字邏輯電路的電源噪聲抑制中，常用的濾波電路和去耦電容的作用。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)6位扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路。2、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生遞增或遞減數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和控制方式。3、（本題5分）用JK觸發(fā)器和邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)的電路，根據(jù)輸入條件跳轉(zhuǎn)到特定狀態(tài)，畫出狀態(tài)圖。4、（本題5分）用VerilogHDL描述一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)移位和存儲(chǔ)功能的模塊，具有多種移位模式和存儲(chǔ)方式。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對輸入的七位格雷碼進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換的電路，畫出邏輯圖和轉(zhuǎn)換過程。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠檢測一個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的3個(gè)0。詳細(xì)分析檢測的邏輯思路，包括如何逐位掃描數(shù)據(jù)和判斷連續(xù)的0序列?？紤]如何優(yōu)化電路以提高檢測速度和降低資源占用。2、（本題10分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字調(diào)制解調(diào)器電路，例如ASK、