安徽工程大學《數(shù)字電子技術》2021-2022學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁安徽工程大學《數(shù)字電子技術》

2021-2022學年第一學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中，只有一項是符合題目要求的．）1、數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲器）可以存儲固定的數(shù)據(jù)。假設一個8×4的ROM，其地址線有3條，數(shù)據(jù)線有4條。當輸入地址為010時，輸出的數(shù)據(jù)可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能2、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉換是基本的操作。假設我們正在進行不同數(shù)制之間的轉換。以下關于數(shù)制轉換的描述，哪一項是不準確的？（）A.二進制轉換為十進制可以通過位權相加的方法實現(xiàn)B.十進制轉換為二進制可以使用除2取余的方法，轉換結果是唯一的C.十六進制和二進制之間的轉換可以通過分組對應快速完成D.任何數(shù)制都可以準確無誤地轉換為其他數(shù)制，并且轉換過程中不會丟失信息3、若要設計一個能對60進制進行計數(shù)的計數(shù)器，至少需要多少個觸發(fā)器？（）A.6B.7C.8D.94、假設在一個計算機的內(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。如果要實現(xiàn)一個能夠根據(jù)不同地址范圍進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.使用時序邏輯電路C.使用可編程邏輯器件D.使用模擬電路5、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的工作頻率為200MHz，其時鐘周期是多少納秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.26、在數(shù)字邏輯中，若要實現(xiàn)一個能產(chǎn)生周期為1ms脈沖信號的電路，時鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz7、在數(shù)字邏輯中，要用VHDL語言描述一個4位的計數(shù)器，以下哪種結構是合適的？（）A.進程結構B.函數(shù)結構C.結構體D.以上都可以8、數(shù)字邏輯中的FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）具有可編程的特性。假設在一個FPGA設計中，需要更改某個邏輯功能，以下哪種方式可以實現(xiàn)？（）A.重新編程B.更換芯片C.調(diào)整外部電路D.以上方式都不行9、在一個數(shù)字電路中，出現(xiàn)了信號的延遲問題，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，將復雜操作分解為多個階段D.以上方法都可以嘗試10、對于一個采用上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，當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11、隨機存取存儲器（RAM）在數(shù)字系統(tǒng)中也有廣泛應用。以下關于RAM特點的描述中，正確的是（）A.讀寫速度比ROM快B.存儲的內(nèi)容在斷電后不會丟失C.可以隨機地進行讀寫操作D.容量通常比ROM大12、考慮到一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯編碼，假設采用了卷積碼進行糾錯。卷積碼通過在編碼過程中引入冗余信息來提高糾錯能力。以下關于卷積碼的描述，哪個是正確的？（）A.編碼和解碼過程簡單B.糾錯能力有限C.適用于短數(shù)據(jù)塊D.是一種分組碼13、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將輸入的10位二進制數(shù)的高5位和低5位交換位置的電路，以下哪種方法較為簡單？（）A.使用多個數(shù)據(jù)選擇器B.通過邏輯運算C.利用移位寄存器D.以上都不是14、對于一個8位的串行加法器，完成一次加法運算所需的時間是并行加法器的：（）A.8倍B.1/8C.2倍D.1/215、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、要設計一個能將4位二進制數(shù)轉換為格雷碼的電路，以下哪種方法是可行的？（）A.使用加法器B.使用減法器C.通過邏輯表達式直接轉換D.以上都不行17、已知一個邏輯函數(shù)的表達式為F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對18、邏輯函數(shù)的化簡方法有多種。假設我們正在嘗試化簡一個復雜的邏輯函數(shù)。以下關于邏輯函數(shù)化簡的描述，哪一項是不準確的？（）A.公式法化簡邏輯函數(shù)需要熟練掌握布爾代數(shù)的定律和規(guī)則B.卡諾圖化簡法直觀形象，適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡C.無論使用哪種化簡方法，得到的最簡邏輯表達式都是唯一的D.邏輯函數(shù)的化簡可以降低電路成本，提高電路的可靠性和穩(wěn)定性19、對于數(shù)字邏輯中的ROM（只讀存儲器），假設需要存儲一個固定的查找表。以下哪種ROM類型在成本和性能上能夠達到較好的平衡？（）A.掩膜ROMB.PROMC.EPROMD.EEPROM20、考慮一個數(shù)字電路中的比較器，用于比較兩個二進制數(shù)的大小。如果要比較兩個8位的二進制數(shù)，以下哪種比較器的設計方案可能是最直接有效的？（）A.使用多個1位比較器級聯(lián)B.構建一個專用的8位比較器電路C.通過邏輯運算實現(xiàn)比較功能D.利用計數(shù)器判斷兩個數(shù)的大小21、在數(shù)字電路中，加法器的進位鏈可以采用不同的結構。假設一個16位加法器，采用先行進位結構，與串行進位結構相比，以下哪個方面會有顯著的改善？（）A.電路的復雜度B.計算速度C.功耗D.占用的芯片面積22、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將一組輸入信號轉換為二進制編碼輸出。例如，一個8線-3線編碼器，有8個輸入信號，它會將輸入的8個信號編碼為3位二進制輸出。如果同時有多個輸入信號有效，以下關于編碼器輸出的描述，正確的是：（）A.輸出是隨機的B.輸出是無效的C.輸出是多個有效編碼的組合D.輸出是優(yōu)先級最高的輸入信號的編碼23、考慮數(shù)字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設需要快速實現(xiàn)一個特定的數(shù)字邏輯功能。以下關于PLD的特點和使用，哪個說法是正確的（）A.編程復雜，不適合快速開發(fā)B.靈活性高，可以重復編程C.成本高昂，不適合小規(guī)模應用D.以上說法都不正確24、在邏輯函數(shù)化簡中，使用卡諾圖化簡法時，若相鄰的最小項可以合并，那么合并后消去的變量是：（）A.相同的變量B.不同的變量C.任意變量D.取決于具體情況25、在一個異步時序邏輯電路中，若各觸發(fā)器的時鐘信號不同，可能會導致：（）A.速度加快B.功能錯誤C.功耗降低D.穩(wěn)定性提高26、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27、在數(shù)字電路中，用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)時，如果相鄰的最小項可以合并，那么最少需要幾個相鄰的最小項才能進行合并？（）A.2B.4C.8D.1628、對于一個同步時序邏輯電路，若輸入信號在時鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對輸出有影響嗎？（）A.有B.沒有C.不確定D.以上都有可能29、在數(shù)字邏輯電路的測試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時監(jiān)測多個信號，并以圖形的方式顯示信號的變化。邏輯分析儀的主要優(yōu)點包括：（）A.只能處理低速信號B.不能存儲大量的數(shù)據(jù)C.能夠快速準確地捕捉和分析信號D.價格昂貴，不適合一般應用30、在一個數(shù)字電路中，使用了多個觸發(fā)器來存儲數(shù)據(jù)。關于觸發(fā)器的工作特性，以下哪種描述是準確的？（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿時根據(jù)輸入值改變狀態(tài)B.JK觸發(fā)器在輸入J=K=1時，會保持原狀態(tài)C.T觸發(fā)器只有在輸入為1時才改變狀態(tài)D.以上觸發(fā)器的描述都不準確二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數(shù)字電路，能夠檢測一個48位二進制數(shù)中是否存在特定的8位數(shù)據(jù)序列。詳細分析檢測算法和邏輯，說明電路中如何實現(xiàn)快速準確的序列檢測?？紤]如何處理數(shù)據(jù)序列的重復出現(xiàn)和位置不確定的情況。2、（本題5分）給定一個復雜的數(shù)字系統(tǒng)，分析其功耗特性和散熱需求。研究如何通過優(yōu)化電路設計、選擇低功耗器件和采用節(jié)能策略來降低系統(tǒng)功耗，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。3、（本題5分）給定一個數(shù)字系統(tǒng)的功耗分析報告，分析各個模塊的功耗分布和主要的功耗來源。提出降低系統(tǒng)功耗的策略和方法，如電源管理、門級優(yōu)化或采用低功耗器件。4、（本題5分）有一個數(shù)字顯示系統(tǒng)，需要將輸入的數(shù)字信號轉換為對應的七段數(shù)碼管顯示編碼。分析七段數(shù)碼管的顯示原理和編碼規(guī)則，設計相應的數(shù)字電路實現(xiàn)編碼轉換。探討如何處理多位數(shù)字的顯示和動態(tài)掃描顯示技術。5、（本題5分）有一個使用D觸發(fā)器的數(shù)字電路，分析D觸發(fā)器的工作原理和特性，給出其在存儲數(shù)據(jù)和保持狀態(tài)方面的優(yōu)勢。通過一個具體的電路示例，展示D觸發(fā)器的應用，并畫出時序圖進行解釋。三、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在移位寄存器的串行通信應用中，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的面積和速度的權衡，舉例說明在不同應用場景中的優(yōu)化策略。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中三態(tài)門的工作原理和應用場景，舉例說明