常州工學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁常州工學(xué)院

《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷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中，只有一項是符合題目要求的．）1、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)2、對于一個由與門、或門和非門組成的組合邏輯電路，輸入信號發(fā)生變化后，輸出信號的穩(wěn)定時間取決于什么？（）A.門的數(shù)量B.門的類型C.信號的傳輸路徑D.以上都是3、在數(shù)字邏輯中，時序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)。以下關(guān)于時序邏輯電路的特點，描述錯誤的是（）A.時序邏輯電路中一定包含存儲元件，如觸發(fā)器B.時序邏輯電路的輸出變化是按照一定的時鐘節(jié)拍進(jìn)行的C.時序邏輯電路的功能比組合邏輯電路更復(fù)雜，但應(yīng)用范圍相對較窄D.分析和設(shè)計時序邏輯電路需要考慮時鐘信號、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等因素4、數(shù)字邏輯中的PAL（可編程陣列邏輯）具有固定的或陣列和可編程的與陣列。假設(shè)設(shè)計一個PAL實現(xiàn)一個特定的邏輯功能，以下哪個步驟對于確保功能的正確性最為關(guān)鍵？（）A.確定或陣列的連接B.編程與陣列的連接C.選擇合適的PAL芯片D.測試PAL的輸出5、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)前輸入，還與之前的狀態(tài)有關(guān)。以下關(guān)于時序邏輯電路的描述，不正確的是（）A.觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元B.計數(shù)器和寄存器都是常見的時序邏輯電路C.時序邏輯電路在時鐘信號的控制下進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換D.時序邏輯電路的輸出變化與輸入的變化是完全同步的6、在數(shù)字邏輯電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換取決于輸入信號和時鐘脈沖。JK觸發(fā)器是一種功能較為強(qiáng)大的觸發(fā)器。對于一個JK觸發(fā)器，當(dāng)J=1，K=0，在時鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)7、考慮數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器，假設(shè)一個系統(tǒng)需要從8個輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)3位選擇信號選擇一個輸出。以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠滿足這個需求？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.32選1數(shù)據(jù)選擇器8、在數(shù)字電路中，使用加法器實現(xiàn)兩個8位有符號數(shù)的加法運(yùn)算，若最高位產(chǎn)生進(jìn)位，那么這個進(jìn)位表示什么？（）A.溢出B.正常進(jìn)位C.錯誤D.以上都不對9、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的競爭冒險現(xiàn)象，即在電路的輸入信號變化瞬間，由于門電路的傳輸延遲可能導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下哪種方法可以有效地消除競爭冒險？（）A.接入濾波電容，吸收尖峰脈沖B.修改邏輯設(shè)計，避免同時變化的輸入C.增加冗余項，改變邏輯函數(shù)D.以上方法都可以用于消除競爭冒險10、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要將并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。以下哪種器件或模塊可能是最關(guān)鍵的？（）A.移位寄存器，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的串行移位輸出B.計數(shù)器，用于控制數(shù)據(jù)的移位順序C.編碼器，將并行數(shù)據(jù)編碼為串行格式D.譯碼器，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)11、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲器是用于存儲數(shù)據(jù)和程序的重要部件。以下關(guān)于只讀存儲器（ROM）特點的描述中，錯誤的是（）A.存儲的內(nèi)容在斷電后不會丟失B.只能讀取數(shù)據(jù)，不能寫入數(shù)據(jù)C.可以通過編程改變存儲的內(nèi)容D.常用于存儲固定不變的程序和數(shù)據(jù)12、在數(shù)字電路的優(yōu)化設(shè)計中，以下關(guān)于面積和速度的權(quán)衡的描述，錯誤的是（）A.有時為了提高速度，可能會增加電路的面積B.減少面積通常會導(dǎo)致速度的降低C.可以通過巧妙的設(shè)計同時實現(xiàn)面積的減小和速度的提高D.在任何情況下，都應(yīng)該優(yōu)先考慮面積的減小而不是速度的提高13、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要對一個10位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，使其能夠通過較少的線路進(jìn)行傳輸，以下哪種編碼方式可能是合適的？（）A.格雷碼B.8421碼C.余3碼D.以上都不是14、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立的，不能相互轉(zhuǎn)換15、數(shù)字邏輯中的狀態(tài)機(jī)有多種類型，如摩爾型和米利型。假設(shè)一個狀態(tài)機(jī)用于檢測輸入序列中連續(xù)的1，以下哪種類型的狀態(tài)機(jī)更適合？（）A.摩爾型B.米利型C.兩者都可以D.兩者都不適合二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯中如何進(jìn)行邏輯函數(shù)的最小項和最大項的轉(zhuǎn)換。2、（本題5分）詳細(xì)說明在計數(shù)器的級聯(lián)應(yīng)用中，如何實現(xiàn)更大計數(shù)范圍和更復(fù)雜的計數(shù)功能。3、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中移位寄存器的并行加載和串行加載的特點和應(yīng)用場景，舉例說明其數(shù)據(jù)輸入方式的選擇。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)字系統(tǒng)的邏輯表達(dá)式和真值表，分析其功能和特點。使用卡諾圖等方法進(jìn)行邏輯化簡，設(shè)計相應(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。2、（本題5分）有一個數(shù)字控制系統(tǒng)中的PID控制器模塊，需要根據(jù)輸入的誤差信號計算輸出控制信號。分析PID控制器的原理和參數(shù)調(diào)整方法，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)PID控制功能。探討如何優(yōu)化電路以提高控制器的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。3、（本題5分）給定一個數(shù)字邏輯電路的噪聲容限分析報告，分析電路在不同工作條件下的噪聲容限。提出提高電路噪聲容限的方法，如增加驅(qū)動能力、優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)或采用抗干擾技術(shù)，以確保電路在惡劣環(huán)境下的正常工作。4、（本題5分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對DDR內(nèi)存控制器的接口邏輯。全面分析DDR內(nèi)存的工作原理和時序要求，討論如何通過數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫控制和突發(fā)傳輸。5、（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。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個譯碼器，將1