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》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………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》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、假設(shè)正在研究數(shù)字邏輯電路中的時序違規(guī)問題，即信號的建立時間和保持時間不滿足要求。這可能導(dǎo)致電路的功能錯誤或不穩(wěn)定。為了檢測和解決時序違規(guī)，以下哪種方法是常用且有效的？（）A.靜態(tài)時序分析B.動態(tài)時序仿真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，每三位二進(jìn)制數(shù)對應(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.分級比較器D.以上比較器均可4、對于數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲器），假設(shè)需要存儲一個固定的查找表。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，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.布爾代數(shù)中的基本運算包括與（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，對一個邏輯表達(dá)式取反時，與運算和或運算會相互轉(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)，需要多少個時鐘脈沖？（）A.1B.8C.16D.328、在數(shù)字電路中，需要對數(shù)字信號進(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二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列，以下關(guān)于曼徹斯特編碼的特點，哪個描述是正確的？（）A.每個時鐘周期都有跳變B.編碼效率高C.容易實現(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)計中的重要環(huán)節(jié)。在化簡邏輯函數(shù)時，以下方法不常用的是（）A.公式法，運用邏輯代數(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)換是一項基本的操作。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時，以下方法錯誤的是（）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)展開計算11、已知一個編碼器有8個輸入信號，需要對其進(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，計數(shù)器的級聯(lián)可以實現(xiàn)更大范圍的計數(shù)。例如，將兩個4位計數(shù)器級聯(lián)，可以得到一個8位計數(shù)器。在級聯(lián)時，需要注意低位計數(shù)器的進(jìn)位信號連接到高位計數(shù)器的計數(shù)輸入端。當(dāng)?shù)臀挥嫈?shù)器從1111計數(shù)到0000時，會產(chǎn)生一個進(jìn)位信號。以下關(guān)于計數(shù)器級聯(lián)的描述，正確的是：（）A.級聯(lián)后的計數(shù)器計數(shù)速度變慢B.級聯(lián)后的計數(shù)器的最大計數(shù)值不變C.級聯(lián)后的計數(shù)器的時鐘信號相同D.級聯(lián)后的計數(shù)器的工作方式不變13、若一個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，競爭和冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。假設(shè)一個組合邏輯電路中存在競爭冒險，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爭冒險15、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字電路，用于實現(xiàn)一個簡單的有限狀態(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)計一個數(shù)字電路，用于實現(xiàn)一個高速的加法器，并且對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、對于一個同步時序邏輯電路，若時鐘脈沖的頻率為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)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出的電路是？（）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)計技術(shù)，分析其在降低功耗和提高集成度方面的優(yōu)勢。3、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何分析數(shù)字邏輯電路的時序裕量，以及如何通過調(diào)整電路參數(shù)來增加時序裕量。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進(jìn)行兩個4位二進(jìn)制數(shù)的加法運算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。2、（本題5分）用邏輯門設(shè)計一個能實現(xiàn)兩個6位二進(jìn)制數(shù)加法運算（考慮進(jìn)位）的電路，畫出邏輯圖和真值表。3、（本題5分）設(shè)計一個數(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)計一個能對輸入的5位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗的邏輯電路，輸出校驗結(jié)果，給出邏輯表達(dá)式和電路圖。5、（本題5分）使用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個能產(chǎn)生多種不同頻率脈沖信號的電路，畫出邏輯圖和頻率分析。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，將BCD碼轉(zhuǎn)換為七段數(shù)碼管顯