青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯設(shè)計實驗》2023-2024學(xué)年第一學(xué)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1頁，共3頁青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字邏輯設(shè)計實驗》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、數(shù)字邏輯中的CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）由多個可編程的邏輯塊組成。假設(shè)設(shè)計一個邏輯功能，使用CPLD實現(xiàn)，以下哪個因素對于資源利用效率影響較大？（）A.邏輯塊的數(shù)量B.邏輯塊之間的連接方式C.輸入輸出引腳的數(shù)量D.以上因素都很重要2、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的有效工具?？ㄖZ圖通過相鄰最小項的合并來實現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡。對于一個具有4個變量的邏輯函數(shù)，其卡諾圖中相鄰的兩個最小項可以合并消去：（）A.0個變量B.1個變量C.2個變量D.3個變量3、在數(shù)字電路中，加法器是實現(xiàn)加法運算的重要部件。以下關(guān)于加法器的描述中，錯誤的是（）A.半加器不考慮低位的進位B.全加器考慮低位的進位C.可以通過多個半加器組成全加器D.加法器的運算速度與位數(shù)無關(guān)4、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)多個控制信號選擇不同的輸入數(shù)據(jù)。一個16選1數(shù)據(jù)選擇器，需要多少個控制信號？（）A.4個B.5個C.不確定D.根據(jù)數(shù)據(jù)選擇器的類型判斷5、對于一個用VHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種數(shù)據(jù)類型通常用于表示二進制數(shù)？（）A.integerB.std_logic_vectorC.bitD.boolean6、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的進制進行計數(shù)。一個六進制計數(shù)器，需要幾個觸發(fā)器來實現(xiàn)？（）A.三個B.四個C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷7、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，假設(shè)一個復(fù)雜的電路出現(xiàn)了異常輸出，但輸入信號看起來是正常的。為了找出故障的位置和原因，需要運用各種測試方法和邏輯推理。以下哪種測試方法對于定位這種隱藏的電路故障最為有效？（）A.功能測試B.時序測試C.邏輯分析儀測試D.替換部件測試8、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器除了用于數(shù)據(jù)的移位操作，還可以用于實現(xiàn)其他功能。假如要利用移位寄存器實現(xiàn)一個串行-并行轉(zhuǎn)換器，以下哪種方式是可行的？（）A.將輸入的串行數(shù)據(jù)依次存入移位寄存器，然后同時輸出B.對移位寄存器中的數(shù)據(jù)進行特定的邏輯運算后輸出C.按照一定的時鐘節(jié)拍，逐步從移位寄存器中輸出數(shù)據(jù)D.移位寄存器無法實現(xiàn)串行-并行轉(zhuǎn)換功能9、若要設(shè)計一個能對輸入的3位二進制數(shù)進行排序的電路，最少需要幾個比較器？（）A.2B.3C.4D.510、若一個計數(shù)器的計數(shù)容量為100，采用二進制編碼，則至少需要多少位觸發(fā)器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位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)字邏輯中的加法器可以實現(xiàn)兩個二進制數(shù)的相加。一個4位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的4位二進制數(shù)時，輸出結(jié)果會產(chǎn)生進位嗎？（）A.會產(chǎn)生進位B.不會產(chǎn)生進位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷13、在數(shù)字系統(tǒng)中，接口電路用于連接不同的數(shù)字設(shè)備。以下關(guān)于接口電路的功能和要求，不正確的是（）A.接口電路要實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換和匹配B.接口電路要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性C.接口電路不需要考慮設(shè)備之間的速度差異D.接口電路要符合相關(guān)的標準和規(guī)范14、在數(shù)字電路的測試和驗證中，常用的方法有功能測試、時序測試等。以下關(guān)于數(shù)字電路測試的描述，不正確的是（）A.功能測試主要檢查電路在各種輸入組合下的輸出是否符合預(yù)期B.時序測試用于驗證電路的時序特性，如建立時間和保持時間是否滿足要求C.測試向量是一組用于測試電路的輸入值，其生成是一個簡單的過程D.數(shù)字電路的測試可以完全保證電路在實際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性15、代碼表示在數(shù)字邏輯中有著廣泛應(yīng)用。假設(shè)我們正在使用各種代碼。以下關(guān)于代碼的描述，哪一項是不正確的？（）A.BCD碼是用二進制編碼來表示十進制數(shù)，常見的有8421BCD碼B.格雷碼的特點是相鄰的兩個編碼之間只有一位發(fā)生變化，常用于減少錯誤的產(chǎn)生C.原碼、反碼和補碼是計算機中表示有符號數(shù)的常見方式，補碼可以方便地進行加減運算D.無論使用哪種代碼，它們所表示的數(shù)值范圍都是相同的，只是編碼方式不同16、組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當前的輸入，不存在存儲元件。以下關(guān)于組合邏輯電路的特點描述，準確的是（）A.組合邏輯電路的輸出與電路的過去狀態(tài)無關(guān)B.組合邏輯電路中可以包含反饋回路C.由于沒有存儲元件，組合邏輯電路的輸出響應(yīng)速度較慢D.組合邏輯電路的設(shè)計比時序邏輯電路簡單，不需要考慮時鐘信號17、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)(E+F)，用卡諾圖化簡后，最簡表達式為？（）A.A+C+EB.B+D+FC.A+D+ED.以上都不對18、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是一種大規(guī)模的可編程邏輯器件。關(guān)于FPGA的結(jié)構(gòu)，以下說法不正確的是（）A.FPGA由可編程邏輯塊、輸入輸出塊和互連資源組成B.可編程邏輯塊是FPGA的基本邏輯單元C.FPGA的布線資源是固定的，不能重新配置D.FPGA可以通過硬件描述語言進行編程19、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)⑤斎氲牟⑿袛?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)輸出的電路是？（）A.計數(shù)器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器20、對于一個基本的RS觸發(fā)器，當R=1，S=0時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將是：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明在數(shù)字邏輯中如何進行邏輯函數(shù)的最小項和最大項的轉(zhuǎn)換。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中時序邏輯電路的狀態(tài)圖繪制方法和狀態(tài)分配原則，通過實際例子說明如何根據(jù)功能要求繪制準確的狀態(tài)圖。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的可靠性設(shè)計中，如何考慮噪聲、干擾和溫度等因素對電路性能的影響。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個模10的可逆計數(shù)器，即能夠進行加1和減1操作，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。2、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進行兩個4位二進制數(shù)的加法運算，并輸出結(jié)果和進位。3、（本題5分）用邏輯門設(shè)計一個能實現(xiàn)兩個3位二進制數(shù)大小比較的電路，輸出比較結(jié)果，畫出邏輯圖和真值表。4、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，實現(xiàn)將輸入的4位二進制數(shù)的各位數(shù)字進行交換，即第1位與第4位交換，第2位與第3位交換，輸出為4位二進制數(shù)，給出邏輯表達式和電路圖。5、（本題5分）用移位寄存器和比較器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)比較和移位操作的電路，給出邏輯圖和操作流程。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計