安徽工程大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)安徽工程大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)》

2021-2022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30個(gè)小題，每小題1分，共30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、數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲(chǔ)器）可以存儲(chǔ)固定的數(shù)據(jù)。假設(shè)一個(gè)8×4的ROM，其地址線有3條，數(shù)據(jù)線有4條。當(dāng)輸入地址為010時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能2、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是基本的操作。假設(shè)我們正在進(jìn)行不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。以下關(guān)于數(shù)制轉(zhuǎn)換的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制可以通過(guò)位權(quán)相加的方法實(shí)現(xiàn)B.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制可以使用除2取余的方法，轉(zhuǎn)換結(jié)果是唯一的C.十六進(jìn)制和二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)分組對(duì)應(yīng)快速完成D.任何數(shù)制都可以準(zhǔn)確無(wú)誤地轉(zhuǎn)換為其他數(shù)制，并且轉(zhuǎn)換過(guò)程中不會(huì)丟失信息3、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)60進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器，至少需要多少個(gè)觸發(fā)器？（）A.6B.7C.8D.94、假設(shè)在一個(gè)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存管理單元中，需要根據(jù)地址線的輸入來(lái)確定內(nèi)存單元的讀寫操作。地址線的信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的邏輯處理來(lái)生成控制信號(hào)。如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠根據(jù)不同地址范圍進(jìn)行不同操作的邏輯電路，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時(shí)序邏輯電路C.使用可編程邏輯器件D.使用模擬電路5、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的工作頻率為200MHz，其時(shí)鐘周期是多少納秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.26、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能產(chǎn)生周期為1ms脈沖信號(hào)的電路，時(shí)鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz7、在數(shù)字邏輯中，要用VHDL語(yǔ)言描述一個(gè)4位的計(jì)數(shù)器，以下哪種結(jié)構(gòu)是合適的？（）A.進(jìn)程結(jié)構(gòu)B.函數(shù)結(jié)構(gòu)C.結(jié)構(gòu)體D.以上都可以8、數(shù)字邏輯中的FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）具有可編程的特性。假設(shè)在一個(gè)FPGA設(shè)計(jì)中，需要更改某個(gè)邏輯功能，以下哪種方式可以實(shí)現(xiàn)？（）A.重新編程B.更換芯片C.調(diào)整外部電路D.以上方式都不行9、在一個(gè)數(shù)字電路中，出現(xiàn)了信號(hào)的延遲問(wèn)題，影響了電路的性能。以下哪種方法可能有助于減少信號(hào)延遲？（）A.優(yōu)化電路布局，減少連線長(zhǎng)度B.選擇速度更快的邏輯器件C.采用流水線技術(shù)，將復(fù)雜操作分解為多個(gè)階段D.以上方法都可以嘗試10、對(duì)于一個(gè)采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當(dāng)D輸入端為1且時(shí)鐘上升沿到來(lái)時(shí)，輸出Q的值為？（）A.0B.1C.保持不變D.不確定11、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）在數(shù)字系統(tǒng)中也有廣泛應(yīng)用。以下關(guān)于RAM特點(diǎn)的描述中，正確的是（）A.讀寫速度比ROM快B.存儲(chǔ)的內(nèi)容在斷電后不會(huì)丟失C.可以隨機(jī)地進(jìn)行讀寫操作D.容量通常比ROM大12、考慮到一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯(cuò)編碼，假設(shè)采用了卷積碼進(jìn)行糾錯(cuò)。卷積碼通過(guò)在編碼過(guò)程中引入冗余信息來(lái)提高糾錯(cuò)能力。以下關(guān)于卷積碼的描述，哪個(gè)是正確的？（）A.編碼和解碼過(guò)程簡(jiǎn)單B.糾錯(cuò)能力有限C.適用于短數(shù)據(jù)塊D.是一種分組碼13、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的10位二進(jìn)制數(shù)的高5位和低5位交換位置的電路，以下哪種方法較為簡(jiǎn)單？（）A.使用多個(gè)數(shù)據(jù)選擇器B.通過(guò)邏輯運(yùn)算C.利用移位寄存器D.以上都不是14、對(duì)于一個(gè)8位的串行加法器，完成一次加法運(yùn)算所需的時(shí)間是并行加法器的：（）A.8倍B.1/8C.2倍D.1/215、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等。假設(shè)一個(gè)D觸發(fā)器，在時(shí)鐘上升沿時(shí)，將輸入D的值傳遞到輸出Q。如果當(dāng)前時(shí)鐘周期內(nèi)，D從0變?yōu)?，時(shí)鐘上升沿到來(lái)，那么Q的值會(huì)變成多少？（）A.0B.1C.保持原來(lái)的值不變D.不確定16、要設(shè)計(jì)一個(gè)能將4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼的電路，以下哪種方法是可行的？（）A.使用加法器B.使用減法器C.通過(guò)邏輯表達(dá)式直接轉(zhuǎn)換D.以上都不行17、已知一個(gè)邏輯函數(shù)的表達(dá)式為F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對(duì)18、邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)方法有多種。假設(shè)我們正在嘗試化簡(jiǎn)一個(gè)復(fù)雜的邏輯函數(shù)。以下關(guān)于邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.公式法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)需要熟練掌握布爾代數(shù)的定律和規(guī)則B.卡諾圖化簡(jiǎn)法直觀形象，適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)C.無(wú)論使用哪種化簡(jiǎn)方法，得到的最簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式都是唯一的D.邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)可以降低電路成本，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性19、對(duì)于數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲(chǔ)器），假設(shè)需要存儲(chǔ)一個(gè)固定的查找表。以下哪種ROM類型在成本和性能上能夠達(dá)到較好的平衡？（）A.掩膜ROMB.PROMC.EPROMD.EEPROM20、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的比較器，用于比較兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的大小。如果要比較兩個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)，以下哪種比較器的設(shè)計(jì)方案可能是最直接有效的？（）A.使用多個(gè)1位比較器級(jí)聯(lián)B.構(gòu)建一個(gè)專用的8位比較器電路C.通過(guò)邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)比較功能D.利用計(jì)數(shù)器判斷兩個(gè)數(shù)的大小21、在數(shù)字電路中，加法器的進(jìn)位鏈可以采用不同的結(jié)構(gòu)。假設(shè)一個(gè)16位加法器，采用先行進(jìn)位結(jié)構(gòu)，與串行進(jìn)位結(jié)構(gòu)相比，以下哪個(gè)方面會(huì)有顯著的改善？（）A.電路的復(fù)雜度B.計(jì)算速度C.功耗D.占用的芯片面積22、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將一組輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼輸出。例如，一個(gè)8線-3線編碼器，有8個(gè)輸入信號(hào)，它會(huì)將輸入的8個(gè)信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制輸出。如果同時(shí)有多個(gè)輸入信號(hào)有效，以下關(guān)于編碼器輸出的描述，正確的是：（）A.輸出是隨機(jī)的B.輸出是無(wú)效的C.輸出是多個(gè)有效編碼的組合D.輸出是優(yōu)先級(jí)最高的輸入信號(hào)的編碼23、考慮數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設(shè)需要快速實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的數(shù)字邏輯功能。以下關(guān)于PLD的特點(diǎn)和使用，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.編程復(fù)雜，不適合快速開(kāi)發(fā)B.靈活性高，可以重復(fù)編程C.成本高昂，不適合小規(guī)模應(yīng)用D.以上說(shuō)法都不正確24、在邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)中，使用卡諾圖化簡(jiǎn)法時(shí)，若相鄰的最小項(xiàng)可以合并，那么合并后消去的變量是：（）A.相同的變量B.不同的變量C.任意變量D.取決于具體情況25、在一個(gè)異步時(shí)序邏輯電路中，若各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不同，可能會(huì)導(dǎo)致：（）A.速度加快B.功能錯(cuò)誤C.功耗降低D.穩(wěn)定性提高26、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)一個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號(hào)。以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對(duì)輸入進(jìn)行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號(hào)D.以上電路都可以用于信號(hào)整形和濾波27、在數(shù)字電路中，用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)時(shí)，如果相鄰的最小項(xiàng)可以合并，那么最少需要幾個(gè)相鄰的最小項(xiàng)才能進(jìn)行合并？（）A.2B.4C.8D.1628、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若輸入信號(hào)在時(shí)鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對(duì)輸出有影響嗎？（）A.有B.沒(méi)有C.不確定D.以上都有可能29、在數(shù)字邏輯電路的測(cè)試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)信號(hào)，并以圖形的方式顯示信號(hào)的變化。邏輯分析儀的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（）A.只能處理低速信號(hào)B.不能存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)C.能夠快速準(zhǔn)確地捕捉和分析信號(hào)D.價(jià)格昂貴，不適合一般應(yīng)用30、在一個(gè)數(shù)字電路中，使用了多個(gè)觸發(fā)器來(lái)存儲(chǔ)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(shí)鐘上升沿時(shí)根據(jù)輸入值改變狀態(tài)B.JK觸發(fā)器在輸入J=K=1時(shí)，會(huì)保持原狀態(tài)C.T觸發(fā)器只有在輸入為1時(shí)才改變狀態(tài)D.以上觸發(fā)器的描述都不準(zhǔn)確二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠檢測(cè)一個(gè)48位二進(jìn)制數(shù)中是否存在特定的8位數(shù)據(jù)序列。詳細(xì)分析檢測(cè)算法和邏輯，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的序列檢測(cè)?？紤]如何處理數(shù)據(jù)序列的重復(fù)出現(xiàn)和位置不確定的情況。2、（本題5分）給定一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，分析其功耗特性和散熱需求。研究如何通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)、選擇低功耗器件和采用節(jié)能策略來(lái)降低系統(tǒng)功耗，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。3、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的功耗分析報(bào)告，分析各個(gè)模塊的功耗分布和主要的功耗來(lái)源。提出降低系統(tǒng)功耗的策略和方法，如電源管理、門級(jí)優(yōu)化或采用低功耗器件。4、（本題5分）有一個(gè)數(shù)字顯示系統(tǒng)，需要將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的七段數(shù)碼管顯示編碼。分析七段數(shù)碼管的顯示原理和編碼規(guī)則，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)編碼轉(zhuǎn)換。探討如何處理多位數(shù)字的顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示技術(shù)。5、（本題5分）有一個(gè)使用D觸發(fā)器的數(shù)字電路，分析D觸發(fā)器的工作原理和特性，給出其在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和保持狀態(tài)方面的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)一個(gè)具體的電路示例，展示D觸發(fā)器的應(yīng)用，并畫出時(shí)序圖進(jìn)行解釋。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在移位寄存器的串行通信應(yīng)用中，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的面積和速度的權(quán)衡，舉例說(shuō)明在不同應(yīng)用場(chǎng)景中的優(yōu)化策略。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中三態(tài)門的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景，舉例說(shuō)明