瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(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，共3頁瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(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、假設(shè)正在研究數(shù)字邏輯電路中的時(shí)序違規(guī)問題，即信號(hào)的建立時(shí)間和保持時(shí)間不滿足要求。這可能導(dǎo)致電路的功能錯(cuò)誤或不穩(wěn)定。為了檢測(cè)和解決時(shí)序違規(guī)，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.靜態(tài)時(shí)序分析B.動(dòng)態(tài)時(shí)序仿真C.邏輯綜合優(yōu)化D.以上都是2、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是常見的操作。以下關(guān)于數(shù)制轉(zhuǎn)換的描述，不正確的是（）A.可以通過除基取余法將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制B.二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制時(shí)，每三位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一位八進(jìn)制數(shù)C.十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制可以通過位權(quán)相加法D.不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換總是精確無誤的3、考慮數(shù)字電路中的比較器，假設(shè)需要比較兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的大小。以下哪種比較器結(jié)構(gòu)在速度和復(fù)雜度上能夠取得較好的平衡？（）A.串行比較器B.并行比較器C.分級(jí)比較器D.以上比較器均可4、對(duì)于數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲(chǔ)器），假設(shè)需要存儲(chǔ)一個(gè)固定的查找表。以下哪種ROM類型在成本和性能上能夠達(dá)到較好的平衡？（）A.掩膜ROMB.PROMC.EPROMD.EEPROM5、在數(shù)字邏輯中，布爾代數(shù)是基礎(chǔ)理論之一。假設(shè)我們正在研究一個(gè)邏輯電路的表達(dá)式化簡。以下關(guān)于布爾代數(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.布爾代數(shù)中的基本運(yùn)算包括與（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布爾代數(shù)的定律和規(guī)則可以用于簡化邏輯表達(dá)式，減少邏輯門的數(shù)量C.布爾代數(shù)中的德摩根定律表明，對(duì)一個(gè)邏輯表達(dá)式取反時(shí)，與運(yùn)算和或運(yùn)算會(huì)相互轉(zhuǎn)換D.布爾代數(shù)只能用于處理二值邏輯，即0和1，無法處理多值邏輯6、在數(shù)字電路中，施密特觸發(fā)器具有回差特性。關(guān)于施密特觸發(fā)器的應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.施密特觸發(fā)器可以用于波形整形B.施密特觸發(fā)器可以用于脈沖鑒幅C.施密特觸發(fā)器可以用于消除干擾信號(hào)D.施密特觸發(fā)器只能用于數(shù)字電路，不能用于模擬電路7、在數(shù)字電路中，使用移位寄存器實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，若要轉(zhuǎn)換8位數(shù)據(jù)，需要多少個(gè)時(shí)鐘脈沖？（）A.1B.8C.16D.328、在數(shù)字電路中，需要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼以提高傳輸效率和抗干擾能力。假設(shè)采用曼徹斯特編碼方式傳輸一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列，以下關(guān)于曼徹斯特編碼的特點(diǎn)，哪個(gè)描述是正確的？（）A.每個(gè)時(shí)鐘周期都有跳變B.編碼效率高C.容易實(shí)現(xiàn)同步D.抗干擾能力差9、邏輯函數(shù)的化簡是數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。在化簡邏輯函數(shù)時(shí)，以下方法不常用的是（）A.公式法，運(yùn)用邏輯代數(shù)的基本公式和定律進(jìn)行化簡B.卡諾圖法，通過圖形的方式直觀地化簡邏輯函數(shù)C.真值表法，根據(jù)輸入輸出的真值表來化簡D.試探法，隨機(jī)嘗試不同的組合來找到最簡形式10、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11、已知一個(gè)編碼器有8個(gè)輸入信號(hào)，需要對(duì)其進(jìn)行編碼，則輸出的二進(jìn)制代碼至少需要幾位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位12、在數(shù)字系統(tǒng)中，計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的計(jì)數(shù)。例如，將兩個(gè)4位計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)，可以得到一個(gè)8位計(jì)數(shù)器。在級(jí)聯(lián)時(shí)，需要注意低位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號(hào)連接到高位計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入端。當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器從1111計(jì)數(shù)到0000時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)的描述，正確的是：（）A.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)速度變慢B.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的最大計(jì)數(shù)值不變C.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)相同D.級(jí)聯(lián)后的計(jì)數(shù)器的工作方式不變13、若一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為0.01V，滿量程輸出為10V，則其輸入數(shù)字量的位數(shù)至少為：（）A.8位B.10位C.12位D.16位14、在數(shù)字邏輯電路中，競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。假設(shè)一個(gè)組合邏輯電路中存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，為了消除這種現(xiàn)象，可以采取以下哪種措施？（）A.增加冗余項(xiàng)B.改變電路的邏輯結(jié)構(gòu)C.引入濾波電容D.以上方法都可以有效地消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)15、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的有限狀態(tài)機(jī)（FSM）。如果狀態(tài)數(shù)量較少，并且狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換表C.用硬件描述語言編寫代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同16、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速的加法器，并且對(duì)面積和功耗有一定的限制。在這種情況下，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)是最合適的選擇？（）A.ripplecarryadder（行波進(jìn)位加法器）B.carrylookaheadadder（超前進(jìn)位加法器）C.carryselectadder（進(jìn)位選擇加法器）D.以上加法器結(jié)構(gòu)都不滿足要求，需要新的設(shè)計(jì)方法17、已知邏輯函數(shù)F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展開后為？（）A.A'C+A'D'+B'C+B'D'B.A'C+A'D'+BC+BDC.AC'+AD'+B'C'+B'D'D.AC'+AD'+BC'+BD'18、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若時(shí)鐘脈沖的頻率為100MHz，那么其狀態(tài)更新的周期是多少納秒？（）A.10B.100C.1000D.1000019、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠根據(jù)控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)據(jù)分配器20、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A⊕B⊕C，最簡的表達(dá)式為：（）A.ABC+A'B'C'B.AB'+A'BC.(A⊕B)⊕CD.A+B+C二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的面積效率提升中，如何通過邏輯優(yōu)化減少芯片面積。2、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中加法器和減法器的低電壓設(shè)計(jì)技術(shù)，分析其在降低功耗和提高集成度方面的優(yōu)勢(shì)。3、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何分析數(shù)字邏輯電路的時(shí)序裕量，以及如何通過調(diào)整電路參數(shù)來增加時(shí)序裕量。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)全加器，能夠進(jìn)行兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。2、（本題5分）用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)6位二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算（考慮進(jìn)位）的電路，畫出邏輯圖和真值表。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?7位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，給出邏輯表達(dá)式和電路連接。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的5位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)的邏輯電路，輸出校驗(yàn)結(jié)果，給出邏輯表達(dá)式和電路圖。5、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生多種不同頻率脈沖信號(hào)的電路，畫出邏輯圖和頻率分析。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，將BCD碼轉(zhuǎn)換為七段數(shù)碼管顯