太原理工大學(xué)《數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第二學(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(yè)，共3頁(yè)太原理工大學(xué)《數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、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2、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元。與門、或門和非門是三種常見(jiàn)的基本邏輯門。以下關(guān)于與門邏輯功能的描述中，不正確的是（）A.只有當(dāng)所有輸入都為1時(shí)，輸出才為1B.輸入中有0，則輸出為0C.可以用“乘”運(yùn)算來(lái)表示與門的邏輯D.與門的輸出與輸入的順序無(wú)關(guān)3、在數(shù)字邏輯中，乘法運(yùn)算可以通過(guò)移位和加法來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于乘法運(yùn)算的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用移位寄存器和加法器來(lái)構(gòu)建乘法器B.乘法運(yùn)算的速度取決于移位和加法的操作次數(shù)C.并行乘法器比串行乘法器的運(yùn)算速度快，但硬件復(fù)雜度高D.數(shù)字邏輯中的乘法運(yùn)算與數(shù)學(xué)中的乘法運(yùn)算完全相同，沒(méi)有任何區(qū)別4、寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的部件。對(duì)于寄存器的特點(diǎn)和操作，以下說(shuō)法不正確的是（）A.寄存器可以存儲(chǔ)多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)B.寄存器的存儲(chǔ)內(nèi)容可以隨時(shí)讀取和寫入C.移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作D.寄存器中的數(shù)據(jù)在斷電后不會(huì)丟失5、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序電路，如果時(shí)鐘脈沖的占空比發(fā)生變化，對(duì)電路的工作會(huì)產(chǎn)生什么影響？（）A.可能導(dǎo)致誤動(dòng)作B.不會(huì)有任何影響C.影響輸出的穩(wěn)定性D.以上都不對(duì)6、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個(gè)頻率為200kHz的方波信號(hào)進(jìn)行三分頻，以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)？（）A.計(jì)數(shù)器B.分頻器C.加法器D.乘法器7、在數(shù)字系統(tǒng)中，異步復(fù)位和同步復(fù)位是兩種常見(jiàn)的復(fù)位方式。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)具有復(fù)位功能的電路。以下關(guān)于異步復(fù)位和同步復(fù)位的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.異步復(fù)位信號(hào)不受時(shí)鐘信號(hào)的控制，在復(fù)位信號(hào)有效時(shí)立即將電路復(fù)位B.同步復(fù)位信號(hào)在時(shí)鐘上升沿或下降沿時(shí)，根據(jù)復(fù)位信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位操作C.異步復(fù)位的優(yōu)點(diǎn)是復(fù)位響應(yīng)速度快，缺點(diǎn)是可能會(huì)產(chǎn)生亞穩(wěn)態(tài)D.同步復(fù)位比異步復(fù)位更可靠，不會(huì)出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)問(wèn)題，因此應(yīng)優(yōu)先使用同步復(fù)位8、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(shí)現(xiàn)信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范9、在數(shù)字系統(tǒng)中，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）起著重要的作用。以下關(guān)于ADC轉(zhuǎn)換精度的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.轉(zhuǎn)換精度取決于ADC的位數(shù)B.位數(shù)越多，轉(zhuǎn)換精度越高C.轉(zhuǎn)換精度與輸入信號(hào)的頻率無(wú)關(guān)D.轉(zhuǎn)換精度與參考電壓的穩(wěn)定性有關(guān)10、在數(shù)字邏輯電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換取決于輸入信號(hào)和時(shí)鐘脈沖。JK觸發(fā)器是一種功能較為強(qiáng)大的觸發(fā)器。對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，當(dāng)J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)11、對(duì)于一個(gè)3位的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)111開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)5個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.101B.100C.011D.01012、對(duì)于一個(gè)JK觸發(fā)器，若J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)13、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若時(shí)鐘周期為20ns，在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，電路完成了一次狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出更新，那么該電路的工作頻率是多少？（）A.50MHzB.20MHzC.5MHzD.2MHz14、考慮數(shù)字邏輯中的編碼器，假設(shè)需要將8個(gè)輸入信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制輸出。以下關(guān)于編碼器的特點(diǎn)和工作原理，哪個(gè)描述是正確的（）A.編碼器在任何時(shí)刻只能有一個(gè)輸入有效B.編碼器的輸出總是固定的，與輸入無(wú)關(guān)C.編碼器可以同時(shí)有多個(gè)輸入有效，輸出為這些輸入的平均值D.編碼器的輸入和輸出之間沒(méi)有明確的邏輯關(guān)系15、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的進(jìn)制和計(jì)數(shù)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)模12的可逆計(jì)數(shù)器，當(dāng)控制信號(hào)為加法計(jì)數(shù)時(shí)，從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)多次時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的值會(huì)變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，解釋如何進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的熱分析和散熱設(shè)計(jì)，以確保電路在工作時(shí)的溫度穩(wěn)定。2、（本題5分）說(shuō)明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的加密和解密，保障數(shù)據(jù)安全。3、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明數(shù)字邏輯中移位寄存器的移位方向控制和數(shù)據(jù)流向管理，舉例說(shuō)明在數(shù)據(jù)流向控制中的應(yīng)用。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)磁盤數(shù)據(jù)的編碼和解碼。全面分析磁盤存儲(chǔ)的格式和編碼方式，討論如何通過(guò)數(shù)字邏輯提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的密度和可靠性。2、（本題5分）有一個(gè)使用D觸發(fā)器和邏輯門構(gòu)建的串行數(shù)據(jù)接收電路，分析數(shù)據(jù)接收的同步機(jī)制和錯(cuò)誤檢測(cè)方法，給出觸發(fā)器和邏輯門的配置和邏輯連接，畫(huà)出時(shí)序圖進(jìn)行解釋。討論該電路在串行通信中的應(yīng)用和可靠性保障。3、（本題5分）使用編碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)模擬信號(hào)的數(shù)字化和選擇輸出。分析模擬信號(hào)數(shù)字化的過(guò)程和精度要求，以及如何根據(jù)輸入信號(hào)的特點(diǎn)選擇合適的數(shù)據(jù)選擇器和編碼方式。4、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)模塊，如ASK、FSK、PSK調(diào)制解調(diào)。分析調(diào)制解調(diào)的原理和算法，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)功能。探討如何根據(jù)通信信道的特性選擇合適的調(diào)制解調(diào)方式。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于將BCD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。仔細(xì)分析轉(zhuǎn)換過(guò)程中的算法和邏輯操作，解釋電路中各個(gè)模塊的功能和相互關(guān)系，研究不同BCD編碼方式對(duì)轉(zhuǎn)換電路的影響。