安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)《數(shù)字化設(shè)計(jì)》2022-2023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頁安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)

《數(shù)字化設(shè)計(jì)》2022-2023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2分，共40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、已知一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模為16，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)模為8的計(jì)數(shù)器，可以通過？（）A.改變計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率B.對(duì)計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆答丆.增加計(jì)數(shù)器的位數(shù)D.以上都不對(duì)2、在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路是兩種基本類型。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)電路，用于判斷兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)是否相等。如果只考慮當(dāng)前輸入的兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)，不考慮之前的輸入和狀態(tài)，那么應(yīng)該采用哪種邏輯電路？（）A.組合邏輯電路，因?yàn)槠漭敵鰞H取決于當(dāng)前輸入B.時(shí)序邏輯電路，能夠存儲(chǔ)之前的輸入信息C.既可以是組合邏輯電路，也可以是時(shí)序邏輯電路，取決于具體設(shè)計(jì)D.無法確定，需要更多的條件才能選擇3、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，集成電路技術(shù)的進(jìn)步起到了重要的推動(dòng)作用。以下關(guān)于集成電路技術(shù)對(duì)數(shù)字邏輯的影響，錯(cuò)誤的是（）A.集成電路技術(shù)使得數(shù)字邏輯電路的集成度不斷提高，體積越來越小B.隨著集成電路工藝的發(fā)展，數(shù)字電路的性能不斷提升，功耗不斷降低C.集成電路技術(shù)的進(jìn)步使得數(shù)字邏輯的設(shè)計(jì)和制造變得更加復(fù)雜和昂貴D.先進(jìn)的集成電路技術(shù)為數(shù)字邏輯的創(chuàng)新應(yīng)用提供了更多的可能性4、在數(shù)字電路中，鎖存器和觸發(fā)器都可以存儲(chǔ)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(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.鎖存器是電平敏感的存儲(chǔ)器件，觸發(fā)器是邊沿敏感的存儲(chǔ)器件B.鎖存器在輸入信號(hào)有效期間，輸出會(huì)隨著輸入的變化而變化；觸發(fā)器在時(shí)鐘邊沿時(shí)才會(huì)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5、在數(shù)字邏輯中，編碼器和解碼器是常用的組件。假如有一個(gè)8輸入3輸出的編碼器，當(dāng)8個(gè)輸入中有且僅有一個(gè)為1時(shí)，輸出對(duì)應(yīng)的3位二進(jìn)制編碼。如果同時(shí)有多個(gè)輸入為1，則輸出為非法編碼。那么，這種編碼器屬于什么類型？（）A.普通編碼器，允許多個(gè)輸入同時(shí)有效B.優(yōu)先編碼器，能夠識(shí)別優(yōu)先級(jí)最高的輸入C.二進(jìn)制編碼器，將輸入直接轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼D.十進(jìn)制編碼器，將十進(jìn)制輸入轉(zhuǎn)換為編碼6、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對(duì)每一位進(jìn)行轉(zhuǎn)換B.整體進(jìn)行邏輯運(yùn)算C.通過計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)D.無法直接轉(zhuǎn)換7、在一個(gè)采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)中，若用高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0，那么以下哪種電平組合表示邏輯與運(yùn)算的結(jié)果為1？（）A.兩個(gè)輸入均為高電平B.兩個(gè)輸入均為低電平C.一個(gè)輸入為高電平，一個(gè)輸入為低電平D.以上都不對(duì)8、在數(shù)字邏輯電路的可靠性設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)電路需要在惡劣的環(huán)境條件下長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，例如高溫、高濕度和強(qiáng)電磁干擾。為了提高電路的可靠性和容錯(cuò)能力，以下哪種技術(shù)或方法是經(jīng)常采用的？（）A.冗余設(shè)計(jì)B.電磁屏蔽C.散熱優(yōu)化D.以上都是9、用2輸入與非門實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+CD，至少需要幾個(gè)與非門？（）A.2B.3C.4D.510、在數(shù)字電路中，若要對(duì)一個(gè)16位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取反操作，以下哪種方法是最有效的？（）A.逐位取反B.使用反相器芯片C.通過邏輯運(yùn)算D.以上都不是11、在數(shù)字電路中，對(duì)于一個(gè)8位的二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的帶符號(hào)數(shù)，其能表示的數(shù)值范圍是？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25512、數(shù)字邏輯中的乘法器可以通過不同的方式實(shí)現(xiàn)。假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)4×4的乘法器，使用移位相加的方法，以下哪個(gè)步驟是關(guān)鍵？（）A.確定移位的次數(shù)B.控制加法的順序C.處理乘法的符號(hào)D.以上步驟都很關(guān)鍵13、在數(shù)字邏輯中，異步復(fù)位和同步復(fù)位是兩種常見的復(fù)位方式。假設(shè)一個(gè)時(shí)序電路，在復(fù)位信號(hào)有效的情況下，以下哪種復(fù)位方式能夠更可靠地將電路狀態(tài)初始化？（）A.異步復(fù)位B.同步復(fù)位C.兩者效果相同D.取決于具體電路14、在數(shù)字電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)將輸入的高、低電平編碼為二進(jìn)制代碼的電路是？（）A.優(yōu)先編碼器B.普通編碼器C.譯碼器D.數(shù)據(jù)選擇器15、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)4位并行輸入的數(shù)值轉(zhuǎn)換為串行輸出，需要使用以下哪種電路？（）A.計(jì)數(shù)器B.編碼器C.譯碼器D.移位寄存器16、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17、在一個(gè)數(shù)字電路中，出現(xiàn)了競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出出現(xiàn)了不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下哪種方法可能是最有效地消除競爭冒險(xiǎn)？（）A.增加冗余項(xiàng)，修改邏輯表達(dá)式B.接入濾波電容，消除尖峰脈沖C.選擇速度更快的邏輯門D.以上方法結(jié)合使用18、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于將一個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實(shí)現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路19、若一個(gè)數(shù)字電路的輸入信號(hào)為連續(xù)變化的模擬信號(hào)，需要經(jīng)過什么處理才能被數(shù)字電路識(shí)別？（）A.濾波B.放大C.量化D.編碼20、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要考慮功耗、速度、面積等多個(gè)因素。降低功耗是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。以下哪種方法不能有效地降低數(shù)字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數(shù)量C.提高時(shí)鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的并行輸出和串行輸出的轉(zhuǎn)換方法，舉例說明在不同數(shù)據(jù)接口中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的信號(hào)調(diào)理中，如放大、濾波等操作的目的和實(shí)現(xiàn)方法。3、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的區(qū)別和特點(diǎn)，舉例說明它們?cè)诓煌瑧?yīng)用中的選擇。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（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)生交替變化數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和控制方式。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測(cè)輸入的二十位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)十一個(gè)1的電路，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖。3、（本題5分）利用譯碼器和比較器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)字大小分類輸出的電路，例如大于5、小于5等，畫出邏輯圖。4、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步3位環(huán)形計(jì)數(shù)器，畫出邏輯電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，并說明其特點(diǎn)。5、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模10的可逆計(jì)數(shù)器，即能夠進(jìn)行加1和減1操作，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）給定一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，分析其功