漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)?！稊?shù)字設(shè)計基礎(chǔ)雙語》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校

《數(shù)字設(shè)計基礎(chǔ)雙語》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15個小題，每小題2分，共30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、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是非常重要的。以下關(guān)于提高數(shù)字系統(tǒng)可靠性的方法，錯誤的是（）A.采用冗余技術(shù)，增加備份部件B.優(yōu)化電路設(shè)計，減少競爭冒險C.提高電源穩(wěn)定性，減少電源噪聲D.為了降低成本，可以使用質(zhì)量較差的元器件2、在數(shù)字電路設(shè)計中，需要對一個復(fù)雜的邏輯函數(shù)進行化簡，以減少門電路的數(shù)量和降低成本。假設(shè)給定的邏輯函數(shù)為F=AB'C+A'BC+ABC'+A'B'C'，以下哪種方法可能是最有效的化簡途徑？（）A.運用卡諾圖進行化簡B.通過邏輯代數(shù)的基本定律和公式進行化簡C.采用真值表分析化簡D.隨機嘗試不同的運算組合進行化簡3、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)緩沖器，能夠暫時存儲輸入的數(shù)據(jù)。以下哪種器件可能是最適合的？（）A.鎖存器，能夠在特定條件下保持數(shù)據(jù)B.寄存器，具有更穩(wěn)定的存儲和控制功能C.計數(shù)器，主要用于計數(shù)操作，不適合作為緩沖器D.譯碼器，用于將編碼轉(zhuǎn)換為特定的輸出4、在數(shù)字邏輯中，代碼轉(zhuǎn)換是常見的操作。以下關(guān)于二進制編碼與格雷碼轉(zhuǎn)換的描述中，錯誤的是（）A.格雷碼是一種無權(quán)碼B.二進制碼轉(zhuǎn)換為格雷碼時，相鄰位的變化只有一位C.格雷碼轉(zhuǎn)換為二進制碼時，可以通過直接按位轉(zhuǎn)換實現(xiàn)D.格雷碼常用于減少數(shù)字電路中的錯誤5、考慮到一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘信號生成，時鐘的穩(wěn)定性和準確性對于整個系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。假設(shè)需要設(shè)計一個能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時鐘信號的電路，同時要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時鐘生成技術(shù)在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器6、假設(shè)要實現(xiàn)一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位二進制數(shù)乘以2。在不使用乘法器芯片的情況下，以下哪種方法可能是可行的？（）A.將二進制數(shù)左移一位，低位補0B.通過加法運算實現(xiàn)乘法，需要多次加法操作C.使用邏輯門構(gòu)建乘法運算電路，復(fù)雜且效率低D.無法通過簡單的邏輯操作實現(xiàn)乘以2的功能7、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8、在數(shù)字邏輯中，復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是兩種常見的可編程器件。以下關(guān)于CPLD和FPGA區(qū)別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA基于查找表結(jié)構(gòu)B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實現(xiàn)復(fù)雜的組合邏輯，F(xiàn)PGA適合實現(xiàn)時序邏輯9、在數(shù)字邏輯中，已知一個邏輯函數(shù)的卡諾圖，如何判斷該函數(shù)是否可以化簡？（）A.觀察是否有相鄰的1格B.觀察是否有相鄰的0格C.觀察是否有對稱的1格D.以上都不對10、已知一個數(shù)字系統(tǒng)采用異步復(fù)位，當(dāng)復(fù)位信號有效時，系統(tǒng)會立即進入什么狀態(tài)？（）A.初始狀態(tài)B.隨機狀態(tài)C.保持當(dāng)前狀態(tài)D.不確定11、在一個數(shù)字電路中，需要對多個輸入信號進行優(yōu)先級編碼。以下哪種編碼器可能是最適合的？（）A.普通二進制編碼器，對輸入信號進行直接編碼B.優(yōu)先編碼器，能夠根據(jù)輸入信號的優(yōu)先級進行編碼C.格雷碼編碼器，輸出具有良好容錯性的編碼D.以上編碼器都不適合進行優(yōu)先級編碼12、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器的描述中，正確的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器的輸入數(shù)量是固定的B.控制信號的位數(shù)決定了輸入數(shù)據(jù)的數(shù)量C.可以用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)D.數(shù)據(jù)選擇器不能級聯(lián)使用13、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為半加器和全加器。半加器和全加器的主要區(qū)別是什么？（）A.半加器不考慮進位輸入，全加器考慮進位輸入B.半加器的運算速度快，全加器的運算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒有區(qū)別14、對于一個由多個計數(shù)器級聯(lián)組成的大計數(shù)器，其計數(shù)范圍是各個計數(shù)器計數(shù)范圍的什么？（）A.乘積B.和C.差D.以上都不對15、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對一個脈沖信號進行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號。以下哪種電路可以實現(xiàn)這個功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對輸入進行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號D.以上電路都可以用于信號整形和濾波二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的同步電路的時鐘偏差，以及對電路的影響和解決方法。2、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進行可測試性設(shè)計，增加電路的可測試性。3、（本題5分）詳細說明在移位寄存器的串行通信應(yīng)用中，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）給定一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，需要對輸入的音頻信號進行濾波。設(shè)計一種數(shù)字濾波器（如低通、高通、帶通等），并分析其濾波特性和頻率響應(yīng)。同時，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)濾波器功能，說明如何在硬件中進行乘法和加法運算以實現(xiàn)濾波效果。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個代碼轉(zhuǎn)換器，例如將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進制碼。深入分析轉(zhuǎn)換的邏輯規(guī)則和實現(xiàn)方法，解釋代碼轉(zhuǎn)換在數(shù)字通信和存儲系統(tǒng)中的應(yīng)用和意義。3、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€32位二進制數(shù)進行快速加法運算，采用并行加法器的結(jié)構(gòu)。詳細分析并行加法器的工作原理和邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)多位數(shù)據(jù)的同時相加和進位處理。4、（本題5分）給定一個由多個鎖存器和移位寄存器組成的數(shù)字存儲系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲和讀取過程，確定存儲容量和訪問速度。討論在數(shù)據(jù)緩存和流水線處理中的應(yīng)用和性能優(yōu)化。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€8位二進制數(shù)進行乘法運算，采用移位相加的方法實現(xiàn)。詳細說明乘法運算的步驟和邏輯，以及電路中如何通過移位和加法操作得到乘積結(jié)果。四、設(shè)計題（本大題共3