重慶三峽職業(yè)學(xué)院《數(shù)字電路技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、考慮到一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)，需要對輸入的數(shù)字信號進(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2、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的競爭冒險現(xiàn)象，即在電路的輸入信號變化瞬間，由于門電路的傳輸延遲可能導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下哪種方法可以有效地消除競爭冒險？（）A.接入濾波電容，吸收尖峰脈沖B.修改邏輯設(shè)計(jì)，避免同時變化的輸入C.增加冗余項(xiàng)，改變邏輯函數(shù)D.以上方法都可以用于消除競爭冒險3、在數(shù)字電路中，使用ROM（只讀存儲器）存儲一個8位的乘法表，需要多大容量的ROM？（）A.8×8位B.8×16位C.16×8位D.16×16位4、數(shù)字邏輯中的寄存器可以用于存儲數(shù)據(jù)。一個同步寄存器和一個異步寄存器的主要區(qū)別是什么？（）A.同步寄存器的存儲操作與時鐘同步，異步寄存器的存儲操作與時鐘不同步B.同步寄存器的存儲速度快，異步寄存器的存儲速度慢C.不確定D.同步寄存器和異步寄存器沒有區(qū)別5、對于一個采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當(dāng)D輸入端為1且時鐘上升沿到來時，輸出Q的值為？（）A.0B.1C.保持不變D.不確定6、JK觸發(fā)器是一種功能較為完善的觸發(fā)器。以下關(guān)于JK觸發(fā)器的特性，錯誤的是（）A.當(dāng)J=K=0時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)B.當(dāng)J=K=1時，觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)功能C.JK觸發(fā)器的觸發(fā)方式可以是上升沿觸發(fā)，也可以是下降沿觸發(fā)D.JK觸發(fā)器在時鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)一定會改變7、考慮數(shù)字邏輯中的譯碼器，假設(shè)使用3線-8線譯碼器來實(shí)現(xiàn)一個函數(shù)。以下關(guān)于譯碼器的功能和應(yīng)用，哪個說法是準(zhǔn)確的（）A.譯碼器只能將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制輸出B.譯碼器可以用于實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)C.譯碼器的輸出始終是固定的幾種組合D.譯碼器不能用于數(shù)據(jù)分配8、在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，使用硬件描述語言（HDL）可以提高效率和可讀性。以下關(guān)于HDL的描述，錯誤的是（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的HDLB.HDL可以描述數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)和行為C.HDL編寫的代碼可以直接被硬件執(zhí)行D.HDL便于進(jìn)行數(shù)字電路的仿真和驗(yàn)證9、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數(shù)字電路的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述中，不正確的是（）A.可以通過編程實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能B.包括可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）等C.編程后不能再修改D.適用于小批量、快速開發(fā)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)10、數(shù)字邏輯中的編碼器可以將多個輸入信號編碼為較少的輸出信號。一個16線-4線編碼器，當(dāng)輸入為特定值時，輸出的二進(jìn)制編碼是什么？（）A.根據(jù)編碼器的編碼規(guī)則確定輸出編碼B.輸出編碼是隨機(jī)的C.不確定D.根據(jù)編碼器的類型判斷11、在一個數(shù)字電路中，使用了PLA（可編程邏輯陣列）來實(shí)現(xiàn)邏輯功能。與傳統(tǒng)的邏輯門電路相比，PLA的主要優(yōu)勢是什么？（）A.可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能，并且易于修改B.速度更快，能夠處理高頻信號C.成本更低，使用的器件更少D.功耗更低，適合低功耗應(yīng)用12、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.1000013、在數(shù)字邏輯中，時序邏輯電路與組合邏輯電路的重要區(qū)別在于時序邏輯電路具有記憶功能。以下關(guān)于時序邏輯電路特點(diǎn)的描述中，正確的是（）A.輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還取決于電路的過去狀態(tài)B.通常包含觸發(fā)器等存儲元件C.其行為可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來描述D.以上都是14、已知一個數(shù)字電路的輸入信號頻率為10kHz，經(jīng)過一個2分頻電路后，輸出信號的頻率是多少？（）A.5kHzB.10kHzC.20kHzD.40kHz15、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等。假設(shè)一個D觸發(fā)器，在時鐘上升沿時，將輸入D的值傳遞到輸出Q。如果當(dāng)前時鐘周期內(nèi)，D從0變?yōu)?，時鐘上升沿到來，那么Q的值會變成多少？（）A.0B.1C.保持原來的值不變D.不確定16、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(yùn)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17、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過邏輯運(yùn)算D.以上都不是18、對于一個由多個D觸發(fā)器組成的移位寄存器，若要實(shí)現(xiàn)循環(huán)左移功能，需要如何修改電路？（）A.改變時鐘信號B.改變輸入信號C.增加反饋回路D.以上都不對19、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的觸發(fā)方式有多種。以下關(guān)于觸發(fā)器觸發(fā)方式的描述中，不正確的是（）A.電平觸發(fā)方式在觸發(fā)信號為高電平時有效B.邊沿觸發(fā)方式在上升沿或下降沿時有效C.主從觸發(fā)方式可以避免空翻現(xiàn)象D.所有的觸發(fā)器都可以采用以上三種觸發(fā)方式20、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，用于將一個4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實(shí)現(xiàn)這個轉(zhuǎn)換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實(shí)現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路21、考慮一個復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，其中包含多個子模塊。為了確保各個子模塊之間能夠正確地通信和協(xié)調(diào)工作，通常會使用一些控制信號。如果要產(chǎn)生一個同步的控制信號，使得多個子模塊在特定的時鐘周期內(nèi)執(zhí)行特定的操作，以下哪種方法是最可靠的？（）A.使用一個單獨(dú)的時鐘源，通過分頻產(chǎn)生控制信號B.利用組合邏輯電路根據(jù)輸入條件生成控制信號C.隨機(jī)生成控制信號，依靠系統(tǒng)的容錯能力來保證正確運(yùn)行D.以上方法都不可靠，無法實(shí)現(xiàn)同步控制22、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個頻率為200kHz的方波信號進(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23、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，其中的控制器需要根據(jù)不同的輸入條件產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。如果輸入條件較多且復(fù)雜，以下哪種控制器的設(shè)計(jì)方法是最合適的？（）A.硬布線控制器，通過邏輯門直接實(shí)現(xiàn)控制邏輯B.微程序控制器，使用存儲的微指令來產(chǎn)生控制信號C.隨機(jī)生成控制信號，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整D.以上方法都不適合處理復(fù)雜的輸入條件24、在數(shù)字邏輯電路中，邏輯門是基本的組成單元。與門、或門和非門是三種常見的基本邏輯門。以下關(guān)于這三種邏輯門的功能描述，不正確的是（）A.與門的輸出只有在所有輸入都為1時才為1B.或門的輸出只要有一個輸入為1就為1C.非門的輸出總是與輸入相反D.這三種邏輯門不能組合成其他更復(fù)雜的邏輯門25、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種用于描述時序邏輯行為的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述中，正確的是（）A.由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來描述C.能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯D.以上都是26、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯誤。假設(shè)我們正在分析一個存在競爭冒險的電路。以下關(guān)于競爭冒險的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.競爭冒險產(chǎn)生的原因是由于信號在邏輯門電路中的傳輸延遲不同B.可以通過增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法消除競爭冒險C.競爭冒險只會在組合邏輯電路中出現(xiàn)，時序邏輯電路中不會出現(xiàn)D.只要邏輯電路的設(shè)計(jì)合理，就一定不會出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象27、數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲器）可以存儲固定的數(shù)據(jù)。假設(shè)一個8×4的ROM，其地址線有3條，數(shù)據(jù)線有4條。當(dāng)輸入地址為010時，輸出的數(shù)據(jù)可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能28、在數(shù)字邏輯中，計(jì)數(shù)器是一種用于計(jì)數(shù)的時序邏輯電路。以下關(guān)于計(jì)數(shù)器的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.計(jì)數(shù)器可以按照遞增或遞減的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)B.同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器在同一時鐘脈沖作用下同時翻轉(zhuǎn)C.異步計(jì)數(shù)器的各觸發(fā)器的時鐘脈沖不同，導(dǎo)致計(jì)數(shù)速度較慢D.計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量，與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)29、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種非常有用的工具。以下關(guān)于卡諾圖用途的描述中，不正確的是（）A.用于化簡邏輯函數(shù)B.直觀地表示邏輯函數(shù)的所有最小項(xiàng)C.可以幫助判斷邏輯函數(shù)是否最簡D.卡諾圖只能用于二變量和三變量的邏輯函數(shù)化簡30、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，用于判斷一個8位二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)。以下哪種邏輯表達(dá)式可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這個功能？（）A.檢查最低位是否為1，若是則為奇數(shù)，否則為偶數(shù)B.計(jì)算所有位的和，若為奇數(shù)則輸入為奇數(shù)，否則為偶數(shù)C.對高4位和低4位分別進(jìn)行判斷，綜合得出結(jié)果D.以上方法都不正確，無法通過簡單邏輯判斷奇偶性二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)一個8位的數(shù)值比較器，能夠比較兩個無符號數(shù)的大小，并輸出相應(yīng)的比較結(jié)果（大于、小于、等于）。深入分析比較器的邏輯結(jié)構(gòu)和比較算法，說明電路中如何實(shí)現(xiàn)逐位比較和最終結(jié)果的判定。2、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)，其中包含多個模塊，如加法器、乘法器和比較器等。分析各個模塊之間的連接方式和數(shù)據(jù)傳輸過程，計(jì)算系統(tǒng)的整體性能指標(biāo)，如吞吐量、延遲和資源利用率，并提出改進(jìn)系統(tǒng)性能的方案。3、（本題5分）有一個使用T觸發(fā)器和邏輯門構(gòu)建的計(jì)數(shù)器電路，分析計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模式和溢出處理，給出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和邏輯表達(dá)式。通過具體的計(jì)數(shù)序列，驗(yàn)證電路的功能和正確性。4、（本題5分）有一個數(shù)字音頻處理系統(tǒng)中的音頻濾波模塊，如巴特沃斯濾波器。分析濾波器的設(shè)計(jì)參數(shù)和頻率響應(yīng)特性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)濾波功能。探討如何根據(jù)不同的音頻頻率范圍選擇合適的濾波器參數(shù)。5、（本題5分）構(gòu)建一個移位寄存器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的左移、右移和并行加載操作。仔細(xì)分析移位寄存器的工作原理，包括存儲單元的設(shè)計(jì)、移位控制邏輯和數(shù)據(jù)輸入輸出方式，研究其在數(shù)據(jù)處理和傳輸中的應(yīng)用。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何設(shè)計(jì)一個具有異步清零和同步置數(shù)功能的計(jì)數(shù)器，分析其工作過程和時序要求。2、（本題5分）解釋寄存器和移位寄存器的概念，它們的功能是什么，以及在