梧州職業(yè)學(xué)院《數(shù)字邏輯與EDA技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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、若要將一個(gè)十進(jìn)制數(shù)37轉(zhuǎn)換為8421BCD碼，其結(jié)果為：（）A.00110111B.01110111C.10010111D.110101112、將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)可以使用除2取余法。關(guān)于除2取余法的步驟，以下描述不正確的是（）A.將十進(jìn)制數(shù)除以2，取余數(shù)作為二進(jìn)制數(shù)的最低位B.不斷將商除以2，直到商為0C.除2取余的順序是從高位到低位D.將所得的余數(shù)從右到左排列，即可得到二進(jìn)制數(shù)3、對(duì)于一個(gè)采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當(dāng)D輸入端為1且時(shí)鐘上升沿到來時(shí)，輸出Q的值為？（）A.0B.1C.保持不變D.不確定4、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的時(shí)序問題，即輸入信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)間關(guān)系對(duì)電路輸出的影響。以下哪種情況可能導(dǎo)致時(shí)序違規(guī)？（）A.輸入信號(hào)在時(shí)鐘上升沿附近變化B.時(shí)鐘信號(hào)的占空比不穩(wěn)定C.建立時(shí)間和保持時(shí)間不滿足要求D.以上情況都可能導(dǎo)致時(shí)序違規(guī)5、組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，錯(cuò)誤的是（）A.加法器、編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.組合邏輯電路的輸出會(huì)隨著輸入的變化立即改變D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)不需要考慮時(shí)序問題6、在數(shù)字邏輯中，時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.時(shí)序邏輯電路中一定包含存儲(chǔ)元件，如觸發(fā)器B.時(shí)序邏輯電路的輸出變化是按照一定的時(shí)鐘節(jié)拍進(jìn)行的C.時(shí)序邏輯電路的功能比組合邏輯電路更復(fù)雜，但應(yīng)用范圍相對(duì)較窄D.分析和設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路需要考慮時(shí)鐘信號(hào)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等因素7、在數(shù)字邏輯中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的原因通常是由于信號(hào)在電路中的傳輸延遲。為了消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，可以采用增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是：（）A.只會(huì)出現(xiàn)在組合邏輯電路中B.可以通過修改邏輯表達(dá)式來避免C.對(duì)電路的功能沒有實(shí)質(zhì)性影響D.可能會(huì)導(dǎo)致電路的誤動(dòng)作8、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡(jiǎn)的與非-與非表達(dá)式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'9、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)的卡諾圖，如何判斷該函數(shù)是否可以化簡(jiǎn)？（）A.觀察是否有相鄰的1格B.觀察是否有相鄰的0格C.觀察是否有對(duì)稱的1格D.以上都不對(duì)10、考慮到一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，需要對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和變換操作。這些操作通?；谔囟ǖ臄?shù)字邏輯算法和電路實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)高性能的數(shù)字信號(hào)濾波，以下哪種數(shù)字邏輯電路類型是首選？（）A.加法器B.乘法器C.計(jì)數(shù)器D.寄存器11、數(shù)據(jù)選擇器可以從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。假設(shè)有一個(gè)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(dāng)S1S0=10時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)為：（）A.D0B.D1C.D2D.D312、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序電路，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)模5的計(jì)數(shù)器，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對(duì)13、在數(shù)字邏輯中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A⊕B⊕C，最簡(jiǎn)的表達(dá)式為：（）A.ABC+A'B'C'B.AB'+A'BC.(A⊕B)⊕CD.A+B+C14、對(duì)于一個(gè)由或非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)R=1，S=0時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.不確定D.保持不變15、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，其輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還取決于：（）A.上一時(shí)刻的輸入B.上一時(shí)刻的輸出C.內(nèi)部狀態(tài)D.時(shí)鐘脈沖頻率16、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。一個(gè)8位左移寄存器，當(dāng)輸入為特定的二進(jìn)制數(shù)時(shí)，經(jīng)過多次時(shí)鐘脈沖后，輸出會(huì)發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)B.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變17、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)將4位并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)并進(jìn)行發(fā)送，需要用到的器件是：（）A.計(jì)數(shù)器B.數(shù)據(jù)選擇器C.移位寄存器D.編碼器18、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對(duì)一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，可以使用多種加法器結(jié)構(gòu)，如半加器、全加器等。如果要設(shè)計(jì)一個(gè)快速的8位并行加法器，以下哪種方法是最有效的？（）A.依次使用8個(gè)半加器串聯(lián)B.依次使用8個(gè)全加器串聯(lián)C.使用多個(gè)全加器并行連接，構(gòu)成超前進(jìn)位加法器D.先使用半加器，再使用全加器，混合串聯(lián)19、已知一個(gè)邏輯函數(shù)的卡諾圖，其中有四個(gè)相鄰的1格，可進(jìn)行合并簡(jiǎn)化，則合并后得到的乘積項(xiàng)包含幾個(gè)變量？（）A.2B.3C.4D.不確定20、編碼器的功能是將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。以下關(guān)于編碼器的描述，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)優(yōu)先級(jí)高的輸入進(jìn)行編碼輸出C.編碼器可以將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼D.編碼器的輸入數(shù)量和輸出編碼的位數(shù)是固定的21、在數(shù)字電路中，使用硬件描述語言（HDL）可以描述數(shù)字邏輯電路。假設(shè)使用VerilogHDL描述一個(gè)2選1多路復(fù)用器，以下哪種描述方式是正確的？（）A.always語句B.assign語句C.case語句D.以上都可以22、在數(shù)字邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯(cuò)誤脈沖。假設(shè)一個(gè)邏輯電路存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)，以下哪種方法可以有效地消除這種現(xiàn)象（）A.增加冗余項(xiàng)B.減少邏輯門的數(shù)量C.改變輸入信號(hào)的頻率D.以上方法都不能消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)23、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，描述一個(gè)按特定順序執(zhí)行的操作流程。在設(shè)計(jì)過程中，需要確定狀態(tài)的數(shù)量和轉(zhuǎn)換條件。以下哪種方法可能有助于清晰地設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)？（）A.畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，直觀表示狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系和條件B.直接編寫邏輯表達(dá)式，通過計(jì)算確定狀態(tài)轉(zhuǎn)換C.先構(gòu)建硬件電路，然后根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整狀態(tài)D.隨機(jī)設(shè)定狀態(tài)和轉(zhuǎn)換條件，通過試驗(yàn)找到合適的設(shè)計(jì)24、在數(shù)字邏輯電路中，對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過15個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.1111B.1110C.0000D.000125、在數(shù)字電路中，使用比較器比較兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)的大小時(shí)，如果兩個(gè)數(shù)相等，輸出的比較結(jié)果是什么？（）A.00B.01C.10D.11二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用邏輯門實(shí)現(xiàn)一個(gè)除法器的恢復(fù)余數(shù)法和不恢復(fù)余數(shù)法。2、（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。3、（本題5分）解釋在數(shù)字系統(tǒng)中什么是時(shí)序約束，為什么需要時(shí)序約束，以及如何設(shè)置時(shí)序約束。4、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步計(jì)數(shù)器的同步加載功能。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）使用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模10的可逆計(jì)數(shù)器，即能夠進(jìn)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）用邏輯門設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)除法運(yùn)算（商和余數(shù)）的電路，畫出邏輯圖和真值表。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將3位二進(jìn)制輸入信號(hào)譯碼為8個(gè)輸出信號(hào)。4、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)移的電路，給出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和邏輯圖。5、（本題5分）利用編碼器和譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)能將4個(gè)按鍵輸入編碼并顯示的電路，畫出邏輯圖和真值表。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字圖像銳化電路，能夠增強(qiáng)圖像的邊緣和細(xì)節(jié)。詳細(xì)闡述圖像銳化的算法和邏輯實(shí)現(xiàn)，分析銳化效