安徽理工大學(xué)《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(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)安徽理工大學(xué)

《數(shù)字邏輯基礎(chǔ)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1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、對(duì)于一個(gè)PLA器件，其與門陣列和或門陣列的可編程性分別體現(xiàn)在哪里？（）A.連接方式B.輸入信號(hào)C.輸出信號(hào)D.以上都不是2、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡(jiǎn)的與非-與非表達(dá)式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'3、JK觸發(fā)器是一種功能較為強(qiáng)大的觸發(fā)器，具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)的功能。以下關(guān)于JK觸發(fā)器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.JK觸發(fā)器的邏輯功能可以通過(guò)輸入J和K的不同組合來(lái)實(shí)現(xiàn)B.JK觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖的作用下，根據(jù)J和K的輸入進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換C.JK觸發(fā)器可以由D觸發(fā)器和其他邏輯門組合而成D.JK觸發(fā)器的功能相對(duì)復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中不如D觸發(fā)器方便4、在數(shù)字系統(tǒng)中，能夠?qū)斎氲亩M(jìn)制代碼進(jìn)行解碼并驅(qū)動(dòng)顯示器件的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)選擇器D.數(shù)值比較器5、在數(shù)字圖像處理中，數(shù)字邏輯可以用于圖像的增強(qiáng)、壓縮等操作。以下關(guān)于數(shù)字圖像處理中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用數(shù)字邏輯電路對(duì)圖像的像素值進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)B.圖像壓縮算法可以通過(guò)數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，提高壓縮效率C.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用效果不如傳統(tǒng)的圖像處理方法D.數(shù)字邏輯的高速處理能力有助于實(shí)時(shí)處理圖像數(shù)據(jù)6、對(duì)于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從0000開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)10個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為？（）A.1010B.1001C.1011D.11007、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(duì)8、數(shù)字邏輯中的加法器是重要的運(yùn)算單元。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，使用全加器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在考慮進(jìn)位傳遞時(shí)，以下哪種方法能夠有效地減少電路的延遲和復(fù)雜度？（）A.串行進(jìn)位B.并行進(jìn)位C.分組進(jìn)位D.不考慮進(jìn)位，直接相加9、在組合邏輯電路設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)兩輸入異或邏輯功能，如果用與非門和或非門來(lái)實(shí)現(xiàn)，最少需要幾個(gè)門？（）A.3B.4C.5D.610、在數(shù)字邏輯中，若要將一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)大4倍，可采用的方法是：（）A.左移2位B.右移2位C.乘以4D.除以411、對(duì)于一個(gè)由與非門組成的基本邏輯電路，已知輸入信號(hào)A=1，B=0，C=1，那么經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算后的輸出結(jié)果是多少？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對(duì)12、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過(guò)程中，集成電路技術(shù)的進(jìn)步起到了重要的推動(dòng)作用。以下關(guān)于集成電路技術(shù)對(duì)數(shù)字邏輯的影響，錯(cuò)誤的是（）A.集成電路技術(shù)使得數(shù)字邏輯電路的集成度不斷提高，體積越來(lái)越小B.隨著集成電路工藝的發(fā)展，數(shù)字電路的性能不斷提升，功耗不斷降低C.集成電路技術(shù)的進(jìn)步使得數(shù)字邏輯的設(shè)計(jì)和制造變得更加復(fù)雜和昂貴D.先進(jìn)的集成電路技術(shù)為數(shù)字邏輯的創(chuàng)新應(yīng)用提供了更多的可能性13、考慮數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器，假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)需要從8個(gè)輸入數(shù)據(jù)中根據(jù)3位選擇信號(hào)選擇一個(gè)輸出。以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠滿足這個(gè)需求？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.32選1數(shù)據(jù)選擇器14、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若時(shí)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.1000015、在數(shù)字邏輯的編碼器和譯碼器綜合應(yīng)用中，假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)需要將輸入的4位二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為7段數(shù)碼管的顯示信號(hào)。以下哪種方案能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能，并且具有較好的可擴(kuò)展性？（）A.使用專用的編碼譯碼芯片B.用邏輯門搭建電路C.基于可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)D.以上方案均可16、在數(shù)字邏輯電路中，對(duì)于一個(gè)由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)輸入R=0，S=0時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將保持不變，那么以下哪種情況可能導(dǎo)致輸出狀態(tài)的不確定？（）A.輸入同時(shí)變?yōu)镽=1，S=1B.輸入變?yōu)镽=1，S=0C.輸入變?yōu)镽=0，S=1D.以上都不是17、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的輸入為8位二進(jìn)制數(shù)，若要對(duì)其進(jìn)行奇偶校驗(yàn)并產(chǎn)生校驗(yàn)位，以下哪種方式能夠在硬件實(shí)現(xiàn)上更節(jié)省資源？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時(shí)序邏輯電路C.使用計(jì)數(shù)器D.使用移位寄存器18、數(shù)字邏輯中的格雷碼具有相鄰編碼值只有一位變化的特點(diǎn)。假設(shè)從二進(jìn)制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果是什么？（）A.000B.001C.100D.01019、組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入，不存在記憶功能。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，錯(cuò)誤的是（）A.加法器、編碼器、譯碼器等都屬于組合邏輯電路B.組合邏輯電路可以用邏輯表達(dá)式、真值表、邏輯電路圖等多種方式來(lái)描述C.由于沒(méi)有記憶功能，組合邏輯電路的輸出在輸入不變的情況下不會(huì)發(fā)生改變D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不需要考慮電路的時(shí)序問(wèn)題20、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.2MHz21、在數(shù)字邏輯電路中，計(jì)數(shù)器是一種常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路。一個(gè)4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，能夠計(jì)數(shù)的最大十進(jìn)制數(shù)是多少？（）A.15B.16C.不確定D.根據(jù)計(jì)數(shù)器的類型判斷22、考慮數(shù)字電路中的比較器，假設(shè)需要比較兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)的大小。以下哪種比較器結(jié)構(gòu)在速度和復(fù)雜度上能夠取得較好的平衡？（）A.串行比較器B.并行比較器C.分級(jí)比較器D.以上比較器均可23、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)選擇器，它需要根據(jù)控制信號(hào)從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。假設(shè)有4個(gè)輸入數(shù)據(jù)和2位的控制信號(hào)，以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)這個(gè)功能？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.無(wú)法通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)，需要自行設(shè)計(jì)24、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路，若狀態(tài)方程和驅(qū)動(dòng)方程已知，能否確定其輸出方程？（）A.能B.不能C.不確定D.以上都有可能25、在一個(gè)由邊沿D觸發(fā)器組成的計(jì)數(shù)器中，若要實(shí)現(xiàn)模6計(jì)數(shù)，至少需要幾個(gè)觸發(fā)器？（）A.2個(gè)B.3個(gè)C.4個(gè)D.6個(gè)26、在數(shù)字電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象可能會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)錯(cuò)誤。假設(shè)我們正在分析一個(gè)存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的電路。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)產(chǎn)生的原因是由于信號(hào)在邏輯門電路中的傳輸延遲不同B.可以通過(guò)增加冗余項(xiàng)、接入濾波電容等方法消除競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)C.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)只會(huì)在組合邏輯電路中出現(xiàn)，時(shí)序邏輯電路中不會(huì)出現(xiàn)D.只要邏輯電路的設(shè)計(jì)合理，就一定不會(huì)出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象27、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=1，K=0，在時(shí)鐘脈沖的上升沿到來(lái)時(shí)，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會(huì)如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)28、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)29、在數(shù)字邏輯中，加法器是基本的運(yùn)算電路。假設(shè)我們正在研究加法器的實(shí)現(xiàn)。以下關(guān)于加法器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.半加器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法，不考慮進(jìn)位輸入B.全加器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法，并考慮進(jìn)位輸入C.多位加法器可以通過(guò)級(jí)聯(lián)多個(gè)全加器來(lái)實(shí)現(xiàn)D.加法器的運(yùn)算速度與位數(shù)無(wú)關(guān)，只取決于所用的邏輯門的速度30、若一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)容量為100，采用二進(jìn)制編碼，則至少需要多少位觸發(fā)器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（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。2、（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位的可逆計(jì)數(shù)器，能夠進(jìn)行加計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)，并具有異步清零和同步加載功能。詳細(xì)描述各功能的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)邏輯表達(dá)式和時(shí)序圖進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。思考該計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)控制和數(shù)據(jù)處理中的靈活性和應(yīng)用。3、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的同步模塊，用于實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端的時(shí)鐘同步和數(shù)據(jù)同步。分析同步的方法和原理，如位同步、幀同步等。設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)同步功能，探討如何在復(fù)雜的通信環(huán)境中保證同步的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。分析頻譜分析的基本原理和方法，如快速傅里葉變換（FFT），以及如何在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)頻譜計(jì)算和顯示，為音頻處理提供依據(jù)。5、（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)5位的乘法器，能夠?qū)蓚€(gè)5位二進(jìn)制數(shù)相乘。詳細(xì)描述乘法運(yùn)算的算法和邏輯實(shí)現(xiàn)，通過(guò)真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證，并畫出邏輯電路圖。思考該乘法器在高性能計(jì)算和數(shù)字信號(hào)處理中的資源需求和優(yōu)化方法。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在計(jì)數(shù)器的模值可變?cè)O(shè)計(jì)中，如何通過(guò)外部控制信號(hào)動(dòng)態(tài)改變計(jì)數(shù)器的模值。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的刷新機(jī)制和存儲(chǔ)單元的可靠性，分析其對(duì)系統(tǒng)性能的影響。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的可靠性設(shè)計(jì)中，如何考慮噪聲、干擾和溫度等因素對(duì)電路性能的影響。4、（本題5分）