廣東第二師范學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁廣東第二師范學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》

2023-2024學(xué)年第二學(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(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、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的鎖存器，它能夠在特定條件下存儲數(shù)據(jù)。以下哪種情況下鎖存器可能會丟失存儲的數(shù)據(jù)？（）A.電源故障B.控制信號異常C.長時(shí)間未刷新D.以上情況都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失2、對于一個(gè)16進(jìn)制計(jì)數(shù)器，要實(shí)現(xiàn)從0計(jì)數(shù)到F，需要多少個(gè)時(shí)鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.323、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過數(shù)字邏輯電路來完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲和傳輸離不開數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路4、在數(shù)字電路中，能夠?qū)⑤斎氲母?、低電平編碼為二進(jìn)制代碼的電路是？（）A.優(yōu)先編碼器B.普通編碼器C.七段顯示譯碼器D.以上都不是5、對于一個(gè)4位的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，初始狀態(tài)為1000，經(jīng)過8個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.0111B.0110C.0101D.01006、對于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)表，若存在兩個(gè)狀態(tài)在同一輸入下轉(zhuǎn)換到同一后繼狀態(tài)，則這兩個(gè)狀態(tài)是？（）A.等價(jià)狀態(tài)B.不等價(jià)狀態(tài)C.不確定D.以上都不對7、數(shù)字邏輯中的全加器可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)全加器的輸入為A=0，B=1，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷8、在數(shù)字電路中，下列哪種邏輯門的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于之前的輸出狀態(tài)？（）A.與門B.或門C.非門D.觸發(fā)器9、在數(shù)字邏輯中，競爭冒險(xiǎn)是一種可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)不正確的尖峰脈沖。以下關(guān)于競爭冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.競爭冒險(xiǎn)通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸延遲不一致導(dǎo)致B.可以通過增加冗余項(xiàng)、引入選通脈沖等方法消除競爭冒險(xiǎn)C.競爭冒險(xiǎn)只會影響電路的輸出信號，不會對整個(gè)系統(tǒng)的功能造成嚴(yán)重影響D.所有的數(shù)字邏輯電路都存在競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，無法完全避免10、假設(shè)在一個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)輸入的數(shù)字信號產(chǎn)生相應(yīng)的控制脈沖。脈沖的寬度和周期需要精確控制以滿足系統(tǒng)要求。為了實(shí)現(xiàn)這種精確的脈沖生成，以下哪種數(shù)字邏輯器件是最合適的？（）A.計(jì)數(shù)器B.定時(shí)器C.移位寄存器D.譯碼器11、在數(shù)字邏輯中，同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路有不同的特點(diǎn)。假設(shè)我們正在比較這兩種電路。以下關(guān)于同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.同步時(shí)序電路使用統(tǒng)一的時(shí)鐘信號來控制狀態(tài)的轉(zhuǎn)換B.異步時(shí)序電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換不依賴于統(tǒng)一的時(shí)鐘，而是由輸入信號的變化直接觸發(fā)C.同步時(shí)序電路的速度比異步時(shí)序電路快，因?yàn)椴恍枰却斎胄盘柕姆€(wěn)定D.異步時(shí)序電路的設(shè)計(jì)比同步時(shí)序電路簡單，但容易出現(xiàn)競爭冒險(xiǎn)和不穩(wěn)定的情況12、在一個(gè)數(shù)字電路中，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯函數(shù)，通過使用硬件描述語言（HDL）進(jìn)行描述。以下哪種HDL可能是最常用的？（）A.VHDL（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage），語法嚴(yán)格，適合大型設(shè)計(jì)B.Verilog，語法簡潔，應(yīng)用廣泛C.SystemVerilog，是Verilog的擴(kuò)展，功能更強(qiáng)大但學(xué)習(xí)難度大D.以上HDL都很常用，選擇取決于個(gè)人偏好和項(xiàng)目需求13、已知一個(gè)邏輯函數(shù)F=A⊕B⊕C，若A=1，B=0，C=1，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對14、假設(shè)在一個(gè)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存管理單元中，需要根據(jù)地址線的輸入來確定內(nèi)存單元的讀寫操作。地址線的信號經(jīng)過一系列的邏輯處理來生成控制信號。如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠根據(jù)不同地址范圍進(jìn)行不同操作的邏輯電路，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時(shí)序邏輯電路C.使用可編程邏輯器件D.使用模擬電路15、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的時(shí)序邏輯電路時(shí)，假設(shè)一個(gè)電路需要根據(jù)輸入信號的歷史狀態(tài)和當(dāng)前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實(shí)現(xiàn)這種功能？（）A.計(jì)數(shù)器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態(tài)機(jī)二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）深入分析在時(shí)序邏輯電路的分析中，如何根據(jù)給定的電路寫出狀態(tài)方程、輸出方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。2、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的區(qū)別，并分別舉例說明其在實(shí)際應(yīng)用中的場景。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的可靠性增長模型中，常見模型的特點(diǎn)和適用范圍。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)對輸入音頻信號的量化和編碼。全面分析量化和編碼的原理和方法，討論如何根據(jù)音頻信號的特點(diǎn)選擇合適的量化級別和編碼方式，以保證音頻質(zhì)量和數(shù)據(jù)效率。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲腂CD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。仔細(xì)研究BCD碼和二進(jìn)制碼的轉(zhuǎn)換規(guī)則，說明電路中如何進(jìn)行位運(yùn)算和數(shù)值轉(zhuǎn)換?？紤]如何處理非法的BCD碼輸入和提高轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)3位的循環(huán)移位寄存器，具有左移、右移和并行加載功能。詳細(xì)描述各功能的實(shí)現(xiàn)方式，通過邏輯表達(dá)式和時(shí)序圖進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。思考該移位寄存器在數(shù)據(jù)處理和通信中的應(yīng)用場景。4、（本題5分）有一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的差錯(cuò)控制編碼模塊，采用循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）碼。分析CRC碼的生成和校驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)檢測和糾錯(cuò)功能。探討如何選擇合適的生成多項(xiàng)式和提高校驗(yàn)的可靠性。5、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字邏輯電路的故障描述，分析可能導(dǎo)致故障的原因。提出故障檢測和診斷的方法，包括使用測試向量、邏輯分析儀等工具，探討如何修復(fù)故障以恢復(fù)電路的正常功能。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)能對輸入的8位二進(jìn)制數(shù)