常州工學院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設計》2021-2022學年第一學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第2頁，共2頁常州工學院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設計》

2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1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、已知一個8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當輸入地址為101時，輸出的數(shù)據(jù)是哪個輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個B.第3個C.第5個D.第7個2、在數(shù)字邏輯設計中，寄存器可以存儲數(shù)據(jù)。一個8位寄存器，能夠存儲的最大二進制數(shù)是多少？（）A.255B.256C.不確定D.根據(jù)寄存器的類型判斷3、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗碼常用于檢測數(shù)據(jù)傳輸中的錯誤。以下關于奇偶校驗碼的描述中，錯誤的是（）A.奇偶校驗碼可以檢測出奇數(shù)位錯誤B.奇校驗碼中1的個數(shù)為奇數(shù)，偶校驗碼中1的個數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗碼不能糾正錯誤，只能檢測錯誤D.奇偶校驗碼增加的校驗位越多，檢測錯誤的能力越強4、在數(shù)字邏輯中，乘法器是實現(xiàn)乘法運算的重要電路。以下關于乘法器實現(xiàn)方法的描述中，不正確的是（）A.可以使用移位相加的方法B.可以通過硬件電路直接實現(xiàn)C.乘法器的速度與位數(shù)成正比D.可以使用陣列乘法器提高速度5、考慮到一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘信號生成，時鐘的穩(wěn)定性和準確性對于整個系統(tǒng)的正常運行至關重要。假設需要設計一個能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時鐘信號的電路，同時要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時鐘生成技術在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器6、在數(shù)字邏輯中，邏輯門是實現(xiàn)邏輯運算的基本單元。與門的邏輯功能是只有當所有輸入都為高電平時，輸出才為高電平。以下關于與門的描述，錯誤的是（）A.與門的邏輯表達式為Y=A·BB.可以用二極管和電阻實現(xiàn)簡單的與門電路C.與門的輸入和輸出信號只有高電平和低電平兩種狀態(tài)D.與門在數(shù)字電路中應用較少，不如或門和非門重要7、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將輸入的8位二進制數(shù)乘以2的電路，以下哪種方法較為簡便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是8、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進行計數(shù)。有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器之分。同步計數(shù)器的所有觸發(fā)器共用同一個時鐘信號，而異步計數(shù)器的觸發(fā)器則不是。對于一個4位異步二進制加法計數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計數(shù)，經(jīng)過8個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.1000B.0111C.1001D.11009、在數(shù)字電路中，使用二進制補碼進行減法運算時，若最高位產(chǎn)生了進位，則：（）A.結(jié)果為正B.結(jié)果為負C.結(jié)果溢出D.無法確定10、考慮數(shù)字邏輯中的譯碼器，假設使用3線-8線譯碼器來實現(xiàn)一個函數(shù)。以下關于譯碼器的功能和應用，哪個說法是準確的（）A.譯碼器只能將二進制編碼轉(zhuǎn)換為十進制輸出B.譯碼器可以用于實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)C.譯碼器的輸出始終是固定的幾種組合D.譯碼器不能用于數(shù)據(jù)分配11、對于一個由多個觸發(fā)器組成的同步時序電路，若其中一個觸發(fā)器出現(xiàn)故障，會對整個電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯誤結(jié)果D.以上都有可能12、數(shù)字邏輯中的鎖存器可以存儲數(shù)據(jù)。假設一個透明鎖存器，當使能信號為高電平時，輸入數(shù)據(jù)可以通過鎖存器。如果使能信號一直為高電平，輸入數(shù)據(jù)頻繁變化，以下哪種情況可能會導致輸出不穩(wěn)定？（）A.鎖存器的響應速度慢B.輸入信號的噪聲C.電源電壓波動D.以上情況都可能13、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器常常一起使用。一個8線-3線編碼器和一個3線-8線譯碼器連接在一起，當編碼器輸入為特定值時，譯碼器的輸出會是什么？（）A.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應的高電平輸出B.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無關14、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將輸入的8位二進制數(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.通過邏輯運算D.以上都不是15、在數(shù)字邏輯的發(fā)展中，新技術和新方法不斷涌現(xiàn)。以下關于數(shù)字邏輯未來發(fā)展趨勢的描述中，不正確的是（）A.集成度會越來越高，芯片性能不斷提升B.功耗會越來越低，節(jié)能環(huán)保C.設計復雜度會逐漸降低，易于開發(fā)D.應用領域會不斷拓展，與其他學科融合更加緊密16、在數(shù)字邏輯中，時序邏輯電路的輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)。以下關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)拍進行的C.時序邏輯電路的功能比組合邏輯電路更復雜，但應用范圍相對較窄D.分析和設計時序邏輯電路需要考慮時鐘信號、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等因素17、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達式的化簡對于電路的優(yōu)化至關重要。以下關于邏輯表達式化簡方法的描述，錯誤的是（）A.可以使用公式法和圖形法相結(jié)合來化簡復雜的邏輯表達式B.化簡后的邏輯表達式功能一定與原始表達式相同C.邏輯表達式的化簡程度越高，電路的成本越低D.任何邏輯表達式都可以化簡到最簡形式18、在數(shù)字邏輯電路中，三態(tài)門可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。當三態(tài)門的控制端為高電平時，輸出處于高阻態(tài)。以下關于三態(tài)門的應用，錯誤的是：（）A.用于構建總線結(jié)構B.可以實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)共享C.三態(tài)門的高阻態(tài)會導致數(shù)據(jù)丟失D.用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?9、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種用于描述時序邏輯行為的模型。以下關于有限狀態(tài)機的描述中，正確的是（）A.由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述C.能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的控制邏輯D.以上都是20、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。一個4位右移寄存器，當輸入為特定的二進制數(shù)時，經(jīng)過多次時鐘脈沖后，輸出會發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動B.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變21、假設要設計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個乘法器，能夠?qū)蓚€4位二進制數(shù)相乘。以下哪種乘法算法的實現(xiàn)可能是最有效的？（）A.移位相加乘法算法，通過多次移位和加法實現(xiàn)乘法B.陣列乘法器，使用大量的與門和加法器實現(xiàn)并行乘法C.查找表乘法器，預先計算并存儲乘法結(jié)果，通過查找表獲取D.以上乘法算法的效率相同，可以任意選擇22、假設正在設計一個數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個計數(shù)器能夠從0計數(shù)到15，然后重新從0開始計數(shù)。為了實現(xiàn)這個功能，以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構簡單但速度較慢B.同步計數(shù)器，計數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計數(shù)器，每個狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律23、數(shù)據(jù)選擇器可以從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。假設有一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，其選擇控制端為S1S0，輸入數(shù)據(jù)為D0、D1、D2、D3。當S1S0=10時，輸出的數(shù)據(jù)為：（）A.D0B.D1C.D2D.D324、對于數(shù)字邏輯中的譯碼器，假設一個系統(tǒng)需要將4位二進制輸入譯碼為16個輸出信號。以下哪種譯碼器能夠有效地完成這個任務？（）A.2-4譯碼器B.3-8譯碼器C.4-16譯碼器D.8-256譯碼器25、對于一個12位的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，完成一次轉(zhuǎn)換所需的時鐘脈沖個數(shù)大約為：（）A.12個B.24個C.48個D.不確定26、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡與或表達式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'27、考慮一個數(shù)字電路中的鎖存器，它能夠在特定條件下存儲數(shù)據(jù)。以下哪種情況下鎖存器可能會丟失存儲的數(shù)據(jù)？（）A.電源故障B.控制信號異常C.長時間未刷新D.以上情況都可能導致數(shù)據(jù)丟失28、寄存器是用于存儲一組二進制數(shù)據(jù)的時序邏輯電路。以下關于寄存器的描述，錯誤的是（）A.寄存器可以由多個觸發(fā)器組成，能夠同時存儲多位數(shù)據(jù)B.移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行輸入和并行輸出，或者并行輸入和串行輸出C.寄存器在數(shù)字系統(tǒng)中常用于暫存數(shù)據(jù)、緩沖數(shù)據(jù)等D.寄存器的存儲容量是固定的，不能根據(jù)需要進行擴展29、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器可以實現(xiàn)數(shù)字信號的編碼和解碼。一個4線-2線編碼器和一個2線-4線譯碼器連接在一起，當編碼器輸入為特定值時，譯碼器的輸出會是什么？（）A.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應的高電平輸出B.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無關30、在數(shù)字邏輯的時序邏輯電路設計中，狀態(tài)圖是一種重要的設計工具。假設要設計一個自動售貨機的控制電路，使用狀態(tài)圖可以清晰地描述電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出。以下關于狀態(tài)圖的作用和繪制方法，哪個說法是正確的（）A.狀態(tài)圖只能表示有限個狀態(tài)B.狀態(tài)圖不能反映輸出的變化C.繪制狀態(tài)圖不需要考慮輸入條件D.狀態(tài)圖可以幫助設計人員直觀理解電路的行為二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）構建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對光纖通信信號的編碼和解碼。全面分析光纖通信的特點和編碼方式，討論如何通過數(shù)字邏輯實現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。2、（本題5分）設計一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對無線通信信號的解調(diào)。仔細分析解調(diào)算法和電路實現(xiàn)，包括載波恢復、同步檢測等模塊的邏輯設計，研究如何提高解調(diào)性能和抗干擾能力。3、（本題5分）構建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的數(shù)據(jù)處理和通信控制。全面分析無線傳感器網(wǎng)絡的特點和協(xié)議要求，討論如何通過數(shù)字邏輯實現(xiàn)節(jié)點的低功耗運行和數(shù)據(jù)可靠傳輸。4、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€8位二進制數(shù)進行按位異或非運算，并輸出結(jié)果。深入分析按位異或非運算的邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)這種特殊的邏輯操作和信號處理。5、（本題5分）使用移位寄存器和計數(shù)器設計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入數(shù)據(jù)的循環(huán)移位和計數(shù)功能。分析循環(huán)移位和計數(shù)的邏輯實現(xiàn)，以及如何通過控制信號靈活地調(diào)整移位方向和計數(shù)范圍。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的同步電路的時鐘偏差，以及對電路的影響和解決方法。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的功耗分析，有哪些工具和方法可以進行功耗估算。3、（本題5分）詳細闡述如何用