湖北科技學(xué)院《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》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，共3頁湖北科技學(xué)院《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的移位操作，還可以用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和串行-并行轉(zhuǎn)換。一個(gè)8位移位寄存器，在時(shí)鐘脈沖的作用下，將數(shù)據(jù)10101010串行輸入，經(jīng)過4個(gè)時(shí)鐘脈沖后，寄存器中的數(shù)據(jù)為：（）A.10101010B.01010101C.10100000D.000010102、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是基本的操作。將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)時(shí)，以下方法錯(cuò)誤的是（）A.按位權(quán)展開相加B.先轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制，再轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制C.直接將每一位乘以2的相應(yīng)冪次然后相加D.利用特定的轉(zhuǎn)換公式進(jìn)行計(jì)算3、觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元。關(guān)于基本RS觸發(fā)器，以下說法不正確的是（）A.基本RS觸發(fā)器存在不定狀態(tài)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免B.基本RS觸發(fā)器可以由兩個(gè)與非門或者兩個(gè)或非門構(gòu)成C.基本RS觸發(fā)器的輸入信號(hào)直接控制輸出狀態(tài)的改變D.基本RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿發(fā)生變化4、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字信號(hào)的傳輸會(huì)受到噪聲的影響。以下關(guān)于數(shù)字信號(hào)抗噪聲性能的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.數(shù)字信號(hào)的幅度越大，抗噪聲性能越好B.數(shù)字信號(hào)的頻率越高，抗噪聲性能越好C.采用編碼方式可以提高數(shù)字信號(hào)的抗噪聲性能D.增加信號(hào)的冗余度可以提高抗噪聲性能5、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯也發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用，正確的是（）A.數(shù)字邏輯用于信號(hào)的編碼和解碼、調(diào)制和解調(diào)B.數(shù)字通信系統(tǒng)中的差錯(cuò)控制編碼與數(shù)字邏輯無關(guān)C.數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用主要集中在硬件層面，軟件層面的作用較小D.隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的重要性逐漸降低6、在數(shù)字電路中，同步時(shí)序邏輯電路和異步時(shí)序邏輯電路各有特點(diǎn)。以下關(guān)于它們的比較，不正確的是（）A.同步時(shí)序邏輯電路的工作速度通常比異步時(shí)序邏輯電路快B.異步時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)比同步時(shí)序邏輯電路簡(jiǎn)單C.同步時(shí)序邏輯電路的抗干擾能力比異步時(shí)序邏輯電路強(qiáng)D.異步時(shí)序邏輯電路不存在時(shí)鐘偏移問題，而同步時(shí)序邏輯電路存在7、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制的轉(zhuǎn)換是一項(xiàng)基本的操作。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，以下方法錯(cuò)誤的是（）A.除2取余法，將每次的余數(shù)從右往左排列B.不斷將十進(jìn)制數(shù)除以2，直到商為0C.可以先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制，再將八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.直接按照二進(jìn)制的位權(quán)展開計(jì)算8、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)用于圖像處理器的數(shù)字邏輯電路，需要對(duì)像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行快速的處理和轉(zhuǎn)換。圖像數(shù)據(jù)的處理涉及大量的并行運(yùn)算和邏輯判斷。為了提高處理速度和效率，以下哪種數(shù)字邏輯架構(gòu)最適合這種大規(guī)模并行處理的需求？（）A.馮·諾依曼架構(gòu)B.哈佛架構(gòu)C.流水線架構(gòu)D.超標(biāo)量架構(gòu)9、寄存器是用于存儲(chǔ)一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)的時(shí)序邏輯電路。在寄存器中，以下說法錯(cuò)誤的是（）A.寄存器可以由多個(gè)D觸發(fā)器組成B.寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入和并行輸出C.移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的左移或右移操作D.寄存器中的數(shù)據(jù)在斷電后會(huì)自動(dòng)丟失10、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)的真值表，如何用最小項(xiàng)之和的形式表示該函數(shù)？（）A.直接列出B.通過化簡(jiǎn)C.無法表示D.以上都不對(duì)11、在一個(gè)復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，可能會(huì)包含多個(gè)時(shí)鐘域。不同時(shí)鐘域之間的信號(hào)傳輸需要進(jìn)行特殊的處理，以避免出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)。亞穩(wěn)態(tài)是指信號(hào)在不穩(wěn)定的狀態(tài)停留一段時(shí)間。以下關(guān)于亞穩(wěn)態(tài)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.可以通過增加同步器來減少亞穩(wěn)態(tài)的影響B(tài).亞穩(wěn)態(tài)可能導(dǎo)致系統(tǒng)的錯(cuò)誤輸出C.亞穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間是固定的D.亞穩(wěn)態(tài)在高速數(shù)字系統(tǒng)中更容易出現(xiàn)12、考慮一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中存在自循環(huán)的狀態(tài)，這意味著：（）A.電路存在故障B.電路可以保持在該狀態(tài)C.狀態(tài)轉(zhuǎn)換不穩(wěn)定D.無法確定電路的行為13、對(duì)于一個(gè)用邏輯門實(shí)現(xiàn)的加法器，若要提高其運(yùn)算速度，可以采取什么措施？（）A.減少門的級(jí)數(shù)B.增加門的級(jí)數(shù)C.提高電源電壓D.降低電源電壓14、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來判斷一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)是否為偶數(shù)。在實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能時(shí)，需要考慮邏輯門的使用和電路的簡(jiǎn)化。以下哪種方法可能是最直接有效的？（）A.對(duì)二進(jìn)制數(shù)的最低位進(jìn)行判斷，如果為0則是偶數(shù)，使用一個(gè)與門即可B.將二進(jìn)制數(shù)除以2，判斷余數(shù)是否為0，需要使用復(fù)雜的除法電路C.對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行逐位與運(yùn)算，根據(jù)結(jié)果判斷，會(huì)使用較多的邏輯門D.先將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，再判斷是否能被2整除，涉及復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路15、在數(shù)字電路中，使用二進(jìn)制補(bǔ)碼進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)，若最高位產(chǎn)生了進(jìn)位，則：（）A.結(jié)果為正B.結(jié)果為負(fù)C.結(jié)果溢出D.無法確定二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的故障模擬中，常用的故障模型和模擬方法有哪些。2、（本題5分）詳細(xì)解釋數(shù)字邏輯中乘法器的陣列乘法器和移位相加乘法器的實(shí)現(xiàn)原理，比較它們?cè)谒俣群兔娣e上的優(yōu)劣。3、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的電磁兼容性設(shè)計(jì)考慮，如電磁輻射抑制和抗電磁干擾措施。4、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的靜電防護(hù)器件選擇中，依據(jù)的參數(shù)和性能特點(diǎn)。三、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?qū)崿F(xiàn)一個(gè)32位的移位寄存器，具有左移、右移和并行加載功能。詳細(xì)分析移位寄存器的工作模式和控制邏輯，說明電路中如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位、加載和存儲(chǔ)。2、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)序約束條件，分析電路設(shè)計(jì)是否滿足這些約束。探討如何通過調(diào)整邏輯門的延遲、布線長(zhǎng)度和時(shí)鐘頻率等因素來滿足時(shí)序要求，確保系統(tǒng)的正確工作。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)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(hào)選擇移位方向和移位位數(shù)。4、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度傳感器接口電路，能夠讀取和處理溫度傳感器的輸出信號(hào)。詳細(xì)闡述接口電路的設(shè)計(jì)要求、信號(hào)調(diào)理和轉(zhuǎn)換邏輯，分析溫度測(cè)量的精度和穩(wěn)定性。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于檢測(cè)一個(gè)9位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的五個(gè)1。詳細(xì)闡述設(shè)計(jì)思路，通過邏輯表達(dá)式和真值表進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。探討該電路在數(shù)據(jù)檢測(cè)和模式匹配中的應(yīng)用和挑戰(zhàn)。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）用D觸發(fā)器和邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鎖存和傳輸功能的電路，給出邏輯圖和功能描述。2、（本題10分）用D觸發(fā)器和