安徽大學(xué)《數(shù)字邏輯》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁安徽大學(xué)

《數(shù)字邏輯》2022-2023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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、譯碼器則是編碼器的逆過程，它將輸入的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號。一個3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入編碼為101時(shí)，其輸出的有效信號為：（）A.第5個輸出端B.第6個輸出端C.第7個輸出端D.第8個輸出端2、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用同步置數(shù)的計(jì)數(shù)器，在置數(shù)信號有效的下一個時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器將置入什么數(shù)值？（）A.0B.設(shè)定的數(shù)值C.隨機(jī)數(shù)值D.不確定3、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)一個比較器，能夠比較兩個8位二進(jìn)制數(shù)的大小。以下哪種結(jié)構(gòu)可能是最直接的實(shí)現(xiàn)方式？（）A.使用逐位比較的方法，通過邏輯門產(chǎn)生比較結(jié)果B.將兩個數(shù)相減，根據(jù)結(jié)果的符號判斷大小C.先將兩個數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后進(jìn)行比較D.以上方式都不適合實(shí)現(xiàn)比較器4、在數(shù)字邏輯的同步時(shí)序電路中，時(shí)鐘信號起到同步作用。假設(shè)一個同步時(shí)序電路的時(shí)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(shí)序混亂D.以上都不是問題5、數(shù)字邏輯中的加法器可以實(shí)現(xiàn)兩個二進(jìn)制數(shù)的相加。一個4位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個輸入都為最大的4位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，輸出結(jié)果會產(chǎn)生進(jìn)位嗎？（）A.會產(chǎn)生進(jìn)位B.不會產(chǎn)生進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷6、考慮一個數(shù)字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應(yīng)速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優(yōu)化電路的布線，減少信號傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門器件C.減少電路中的級數(shù)和中間環(huán)節(jié)D.以上方法都可以有效地減小延遲7、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門B.或門C.非門D.觸發(fā)器8、在數(shù)字邏輯電路的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，當(dāng)輸入信號發(fā)生變化時(shí)，可能會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯誤脈沖。假設(shè)一個邏輯電路存在競爭冒險(xiǎn)，以下哪種方法可以有效地消除這種現(xiàn)象（）A.增加冗余項(xiàng)B.減少邏輯門的數(shù)量C.改變輸入信號的頻率D.以上方法都不能消除競爭冒險(xiǎn)9、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過邏輯運(yùn)算D.以上都不是10、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示整數(shù)，那么其能表示的數(shù)值范圍是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25511、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達(dá)式的化簡是一項(xiàng)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(jìn)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(yùn)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12、在數(shù)字電路的測試和驗(yàn)證中，常用的方法有功能測試、時(shí)序測試等。以下關(guān)于數(shù)字電路測試的描述，不正確的是（）A.功能測試主要檢查電路在各種輸入組合下的輸出是否符合預(yù)期B.時(shí)序測試用于驗(yàn)證電路的時(shí)序特性，如建立時(shí)間和保持時(shí)間是否滿足要求C.測試向量是一組用于測試電路的輸入值，其生成是一個簡單的過程D.數(shù)字電路的測試可以完全保證電路在實(shí)際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性13、計(jì)數(shù)器不僅可以進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，還可以進(jìn)行減法計(jì)數(shù)或者可逆計(jì)數(shù)。在一個可逆計(jì)數(shù)器中，可以通過控制信號來決定計(jì)數(shù)的方向。當(dāng)控制信號為1時(shí)進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，為0時(shí)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。假設(shè)初始值為5，控制信號先為1計(jì)數(shù)3次，再為0計(jì)數(shù)2次，計(jì)數(shù)器的最終值為：（）A.6B.7C.8D.914、在數(shù)字邏輯的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對于學(xué)生理解和掌握知識非常重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的描述，錯誤的是（）A.實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生驗(yàn)證理論知識，提高動手能力B.數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)通常包括硬件實(shí)驗(yàn)和軟件仿真實(shí)驗(yàn)C.在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以自由修改實(shí)驗(yàn)設(shè)備和參數(shù)，無需遵循任何規(guī)則D.實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫有助于學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問題并提出改進(jìn)方案15、在數(shù)字邏輯電路中，時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路的主要區(qū)別是什么？時(shí)序邏輯電路的輸出除了取決于當(dāng)前輸入還與什么有關(guān)？（）A.時(shí)序邏輯電路的輸出還與過去的輸入有關(guān)B.時(shí)序邏輯電路的輸出還與電路的結(jié)構(gòu)有關(guān)C.不確定D.時(shí)序邏輯電路的輸出還與邏輯門的數(shù)量有關(guān)二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，如超前進(jìn)位加法器，其工作原理和性能優(yōu)勢是什么。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個數(shù)值比較器，能夠比較多個數(shù)的大小關(guān)系。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的時(shí)序約束中，如何設(shè)置時(shí)鐘周期、建立時(shí)間和保持時(shí)間等參數(shù)。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（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(jì)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。2、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)的邏輯表達(dá)式和真值表，分析其功能和特點(diǎn)。使用卡諾圖等方法進(jìn)行邏輯化簡，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，并比較化簡前后電路的復(fù)雜度和性能差異。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個4位的循環(huán)移位寄存器。詳細(xì)說明循環(huán)移位的邏輯操作，包括左移和右移。分析在移位過程中如何保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和正確性，以及如何通過控制信號選擇移位方向和移位位數(shù)。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個8位的減法器，并且能夠處理借位情況。仔細(xì)分析減法運(yùn)算和借位處理的邏輯，說明電路中如何實(shí)現(xiàn)減法操作和借位的判斷與傳遞。5、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)的電磁兼容性（EMC）問題，分析可能的干擾源和耦合途徑。提出解決EMC問題的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方法和措施，包括布線規(guī)則、屏蔽技術(shù)等的應(yīng)用。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個能實(shí)