江西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》2023-2024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)江西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》2023-2024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、考慮到一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)，需要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼以提高傳輸?shù)目煽啃院托?。假設(shè)使用的編碼方式基于特定的邏輯運(yùn)算，在接收端需要對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原。為了實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)確的解碼，需要深入理解數(shù)字邏輯中的各種運(yùn)算規(guī)則。以下哪種數(shù)字邏輯運(yùn)算在這種編碼解碼過(guò)程中起著關(guān)鍵作用？（）A.加法運(yùn)算B.乘法運(yùn)算C.取反運(yùn)算D.移位運(yùn)算2、已知一個(gè)數(shù)字電路的功耗主要由靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗組成，當(dāng)電路的工作頻率增加時(shí)，哪種功耗會(huì)顯著增加？（）A.靜態(tài)功耗B.動(dòng)態(tài)功耗C.靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗都會(huì)增加D.靜態(tài)和動(dòng)態(tài)功耗都不變3、當(dāng)研究數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)器時(shí)，假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠從0計(jì)數(shù)到15的4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。以下哪種計(jì)數(shù)器類型可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，并且在計(jì)數(shù)過(guò)程中具有較好的穩(wěn)定性？（）A.異步計(jì)數(shù)器B.同步計(jì)數(shù)器C.加法計(jì)數(shù)器D.減法計(jì)數(shù)器4、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5、計(jì)數(shù)器是一種常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路，用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A.同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器同時(shí)翻轉(zhuǎn)，速度較快B.異步計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)不同步，可能存在延遲C.可以通過(guò)級(jí)聯(lián)多個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)增加計(jì)數(shù)范圍D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量6、在數(shù)字邏輯電路中，同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路有明顯的區(qū)別。以下關(guān)于它們的描述，不正確的是（）A.同步時(shí)序電路使用統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換B.異步時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不受統(tǒng)一時(shí)鐘的控制C.同步時(shí)序電路的穩(wěn)定性比異步時(shí)序電路好D.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)比同步時(shí)序電路簡(jiǎn)單7、編碼器能夠?qū)⑤斎氲男盘?hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。對(duì)于編碼器的工作原理和特點(diǎn)，以下敘述不正確的是（）A.普通編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出B.優(yōu)先編碼器會(huì)對(duì)輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行判斷C.編碼器可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)D.編碼器的輸出編碼位數(shù)取決于輸入信號(hào)的數(shù)量8、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過(guò)數(shù)字邏輯電路來(lái)完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號(hào)的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲(chǔ)和傳輸離不開(kāi)數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路9、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)產(chǎn)生一個(gè)周期性的脈沖信號(hào)，脈沖寬度和周期可以調(diào)整。以下哪種電路元件或模塊可能是最關(guān)鍵的？（）A.計(jì)數(shù)器，通過(guò)設(shè)置計(jì)數(shù)值來(lái)控制脈沖的周期B.寄存器，用于存儲(chǔ)脈沖的狀態(tài)C.比較器，比較輸入值來(lái)產(chǎn)生脈沖D.編碼器，將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出10、若一個(gè)PLA有16個(gè)輸入變量，8個(gè)輸出函數(shù)，那么其內(nèi)部與陣列和或陣列的規(guī)模大約為：（）A.16×8B.2^16×8C.16×2^8D.2^16×2^811、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器用于將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入為000時(shí)，以下哪個(gè)輸出狀態(tài)是正確的？（）A.只有第0個(gè)輸出為1，其余為0B.只有第7個(gè)輸出為1，其余為0C.所有輸出都為1D.所有輸出都為012、在數(shù)字邏輯中，計(jì)數(shù)器是一種用于計(jì)數(shù)的時(shí)序邏輯電路。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.計(jì)數(shù)器可以按照遞增或遞減的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)B.同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器在同一時(shí)鐘脈沖作用下同時(shí)翻轉(zhuǎn)C.異步計(jì)數(shù)器的各觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖不同，導(dǎo)致計(jì)數(shù)速度較慢D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量，與電路結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)13、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25514、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的時(shí)序邏輯電路時(shí)，假設(shè)一個(gè)電路需要根據(jù)輸入信號(hào)的歷史狀態(tài)和當(dāng)前輸入來(lái)確定輸出。以下哪種電路類型最適合實(shí)現(xiàn)這種功能？（）A.計(jì)數(shù)器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態(tài)機(jī)15、譯碼器則是編碼器的逆過(guò)程，它將輸入的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。一個(gè)3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入編碼為101時(shí)，其輸出的有效信號(hào)為：（）A.第5個(gè)輸出端B.第6個(gè)輸出端C.第7個(gè)輸出端D.第8個(gè)輸出端16、在數(shù)字邏輯電路的可測(cè)試性設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)復(fù)雜的集成電路需要進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)試和故障診斷。為了提高測(cè)試效率和覆蓋率，需要在設(shè)計(jì)階段考慮可測(cè)試性結(jié)構(gòu)的插入。以下哪種可測(cè)試性結(jié)構(gòu)對(duì)于大規(guī)模集成電路的測(cè)試最為有效？（）A.掃描鏈B.邊界掃描C.內(nèi)置自測(cè)試（BIST）D.以上都是17、想象一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼，將編碼后的信號(hào)恢復(fù)為原始數(shù)據(jù)。以下哪種解碼器可能是最常用的？（）A.二進(jìn)制解碼器，將輸入的二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的輸出B.格雷碼解碼器，將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制C.BCD解碼器，將BCD碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制D.以上解碼器都很常用，取決于輸入編碼的類型18、在數(shù)字邏輯電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)可能會(huì)在多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)變化時(shí)產(chǎn)生。為了判斷一個(gè)邏輯電路是否存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，可以通過(guò)觀察邏輯表達(dá)式或者繪制波形圖來(lái)進(jìn)行。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)判斷的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.只要邏輯表達(dá)式中存在變量的互補(bǔ)形式，就一定存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說(shuō)明存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)C.增加冗余項(xiàng)可以消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)D.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)不會(huì)影響電路的邏輯功能19、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20、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，需要考慮電路的功耗。假設(shè)一個(gè)邏輯電路，通過(guò)優(yōu)化邏輯表達(dá)式可以降低功耗，以下哪種優(yōu)化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門(mén)的數(shù)量B.降低工作電壓C.減少信號(hào)的翻轉(zhuǎn)次數(shù)D.以上方法效果相同二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15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)闡述如何用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較器的三態(tài)輸出，實(shí)現(xiàn)多個(gè)比較器的級(jí)聯(lián)。3、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中如何考慮功耗優(yōu)化，有哪些常見(jiàn)的方法可以降低電路的功耗。三、設(shè)計(jì)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)能對(duì)輸入的三位8421BCD碼進(jìn)行乘法運(yùn)算的電路，畫(huà)出邏輯圖和運(yùn)算步驟。2、（本題5分）利用邏輯門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)特定的信號(hào)整形功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的三位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行取反操作的電路，用邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)，畫(huà)出邏輯圖和真值表。4、（本題5分）利用邏輯門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)特定的信號(hào)濾波功能。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3碼的組合邏輯電路，寫(xiě)出邏輯函數(shù)表達(dá)式，畫(huà)出邏輯圖。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）有一個(gè)使用D