湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院《數(shù)字化版面設(shè)計(jì)（ndesgn）》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字化版面設(shè)計(jì)（ndesgn）》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20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在一個(gè)數(shù)字電路中，出現(xiàn)了信號(hào)的延遲問題，影響了電路的性能。以下哪種方法可能有助于減少信號(hào)延遲？（）A.優(yōu)化電路布局，減少連線長度B.選擇速度更快的邏輯器件C.采用流水線技術(shù)，將復(fù)雜操作分解為多個(gè)階段D.以上方法都可以嘗試2、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為100MHz，若要產(chǎn)生一個(gè)周期為10μs的脈沖信號(hào)，需要幾級(jí)分頻電路？（）A.5B.6C.7D.83、數(shù)字邏輯中的計(jì)數(shù)器可以按照不同的計(jì)數(shù)方式進(jìn)行計(jì)數(shù)。一個(gè)模10計(jì)數(shù)器，需要幾個(gè)觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)？（）A.四個(gè)B.五個(gè)C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷4、加法器是數(shù)字邏輯中進(jìn)行加法運(yùn)算的重要部件。半加器只能處理兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法，不考慮低位的進(jìn)位。全加器則能夠處理包括低位進(jìn)位的加法。在構(gòu)建一個(gè)4位加法器時(shí)，如果使用全加器，至少需要：（）A.4個(gè)B.8個(gè)C.16個(gè)D.32個(gè)5、在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的工具。以下關(guān)于卡諾圖化簡的描述，錯(cuò)誤的是（）A.卡諾圖中的相鄰方格可以合并，以消去變量B.卡諾圖化簡可以得到最簡與或表達(dá)式C.卡諾圖只適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡D.卡諾圖化簡的結(jié)果一定是唯一的6、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗(yàn)碼常用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。以下關(guān)于奇偶校驗(yàn)碼的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.奇偶校驗(yàn)碼可以檢測(cè)出奇數(shù)位錯(cuò)誤B.奇校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，偶校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗(yàn)碼不能糾正錯(cuò)誤，只能檢測(cè)錯(cuò)誤D.奇偶校驗(yàn)碼增加的校驗(yàn)位越多，檢測(cè)錯(cuò)誤的能力越強(qiáng)7、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)8、對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從0開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到哪個(gè)值時(shí)，再輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位輸出？（）A.1111B.1000C.1001D.11109、數(shù)字邏輯中的PAL（可編程陣列邏輯）具有固定的或陣列和可編程的與陣列。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)PAL實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的邏輯功能，以下哪個(gè)步驟對(duì)于確保功能的正確性最為關(guān)鍵？（）A.確定或陣列的連接B.編程與陣列的連接C.選擇合適的PAL芯片D.測(cè)試PAL的輸出10、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠根據(jù)地址選擇信號(hào)將輸入數(shù)據(jù)分配到不同輸出端的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.數(shù)據(jù)選擇器11、在數(shù)字邏輯中，要用VHDL語言描述一個(gè)4位的計(jì)數(shù)器，以下哪種結(jié)構(gòu)是合適的？（）A.進(jìn)程結(jié)構(gòu)B.函數(shù)結(jié)構(gòu)C.結(jié)構(gòu)體D.以上都可以12、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的信號(hào)完整性問題，即信號(hào)在傳輸過程中可能出現(xiàn)的失真、延遲和噪聲等。以下哪種措施可以有效地改善信號(hào)完整性？（）A.優(yōu)化布線，減少信號(hào)反射B.增加信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力C.使用屏蔽線減少干擾D.以上措施都可以改善信號(hào)完整性13、在數(shù)字電路中，鎖存器和觸發(fā)器都可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。假設(shè)我們正在比較鎖存器和觸發(fā)器。以下關(guān)于鎖存器和觸發(fā)器的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.鎖存器是電平敏感的存儲(chǔ)器件，觸發(fā)器是邊沿敏感的存儲(chǔ)器件B.鎖存器在輸入信號(hào)有效期間，輸出會(huì)隨著輸入的變化而變化；觸發(fā)器在時(shí)鐘邊沿時(shí)才會(huì)改變狀態(tài)C.鎖存器和觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)相似，只是觸發(fā)方式不同D.鎖存器比觸發(fā)器的抗干擾能力強(qiáng)，更適合在噪聲環(huán)境中使用14、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對(duì)一個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號(hào)。以下哪種電路可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對(duì)輸入進(jìn)行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號(hào)D.以上電路都可以用于信號(hào)整形和濾波15、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，使其編碼后的位數(shù)最少，可采用：（）A.8421BCD碼B.格雷碼C.余3碼D.原碼16、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(jìn)位輸入，全加器考慮進(jìn)位輸入B.半加器的運(yùn)算速度快，全加器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒有區(qū)別17、在一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中，使用編碼器將8個(gè)輸入信號(hào)編碼為3位二進(jìn)制代碼，若同時(shí)有兩個(gè)輸入信號(hào)有效，會(huì)出現(xiàn)什么情況？（）A.輸出錯(cuò)誤代碼B.隨機(jī)輸出一個(gè)有效代碼C.輸出優(yōu)先級(jí)高的輸入信號(hào)的編碼D.以上都不對(duì)18、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)高速的加法器，并且對(duì)面積和功耗有一定的限制。在這種情況下，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)是最合適的選擇？（）A.ripplecarryadder（行波進(jìn)位加法器）B.carrylookaheadadder（超前進(jìn)位加法器）C.carryselectadder（進(jìn)位選擇加法器）D.以上加法器結(jié)構(gòu)都不滿足要求，需要新的設(shè)計(jì)方法19、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，如何判斷一個(gè)數(shù)字邏輯電路是否存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)？如果存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)，如何消除？（）A.通過分析邏輯表達(dá)式或卡諾圖判斷是否存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過增加冗余項(xiàng)消除動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)B.通過觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)，可以通過改變電路的結(jié)構(gòu)消除動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)C.不確定D.動(dòng)態(tài)冒險(xiǎn)很難判斷和消除20、若要設(shè)計(jì)一個(gè)能對(duì)輸入的3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序的電路，最少需要幾個(gè)比較器？（）A.2B.3C.4D.5二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的可測(cè)試性設(shè)計(jì)中，如何添加測(cè)試點(diǎn)和測(cè)試邏輯。2、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的顯示驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，如何連接譯碼器和數(shù)碼管以實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示。3、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行故障檢測(cè)和診斷，有哪些常見的方法和技術(shù)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)全加器，能夠進(jìn)行三個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。2、（本題5分）利用移位寄存器74LS198設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)并行輸入串行輸出的電路，畫出連接圖和說明工作原理。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的控制電路，根據(jù)投入的貨幣和選擇的商品輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)18位二進(jìn)制數(shù)是否滿足特定的數(shù)列條件。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為ASCII碼的轉(zhuǎn)換電路，使用邏輯門，畫出邏輯圖和轉(zhuǎn)換表。四、分析題（本大題共2個(gè)小題，共20分)1、（本題10分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理和通信控