北京理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁北京理工大學(xué)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》

2022-2023學(xué)年第一學(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個小題，每小題1分，共15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、已知一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器，輸入數(shù)字量為10000000，參考電壓為5V，那么輸出的模擬電壓大約是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V2、對于一個4位的并行加法器，若兩個加數(shù)分別為1010和0101，那么相加的結(jié)果是多少？（）A.1111B.1001C.0111D.11103、在學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯的過程中，實踐操作對于理解和掌握知識非常重要。以下關(guān)于數(shù)字邏輯實驗的說法，錯誤的是（）A.通過實驗可以驗證理論知識，加深對數(shù)字邏輯的理解B.實驗中出現(xiàn)錯誤時，應(yīng)仔細(xì)分析原因，逐步排查解決C.數(shù)字邏輯實驗只需要在虛擬環(huán)境中進(jìn)行，不需要實際的硬件操作D.認(rèn)真記錄實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，有助于總結(jié)經(jīng)驗和提高實驗技能4、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個計數(shù)器能夠從0計數(shù)到15，然后重新從0開始計數(shù)。為了實現(xiàn)這個功能，以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢B.同步計數(shù)器，計數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計數(shù)器，每個狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律5、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器，若要實現(xiàn)計數(shù)范圍為0-7的循環(huán)計數(shù)，J和K的輸入應(yīng)該如何設(shè)置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機(jī)設(shè)置C.保持不變D.以上都不對6、對于一個T觸發(fā)器，若T輸入端一直為0，則觸發(fā)器的功能相當(dāng)于？（）A.D觸發(fā)器B.JK觸發(fā)器C.RS觸發(fā)器D.以上都不對7、假設(shè)正在設(shè)計一個用于衛(wèi)星通信的數(shù)字邏輯電路，需要滿足高可靠性、低功耗和抗輻射等特殊要求。由于衛(wèi)星環(huán)境的復(fù)雜性和特殊性，對電路的設(shè)計和驗證提出了極高的挑戰(zhàn)。以下哪種設(shè)計和驗證方法在這種情況下是最為關(guān)鍵的？（）A.仿真驗證B.硬件在環(huán)測試C.形式化驗證D.實地測試8、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進(jìn)行計數(shù)。有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器之分。同步計數(shù)器的所有觸發(fā)器共用同一個時鐘信號，而異步計數(shù)器的觸發(fā)器則不是。對于一個4位異步二進(jìn)制加法計數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計數(shù)，經(jīng)過8個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.1000B.0111C.1001D.11009、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字系統(tǒng)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。以下哪種控制器的設(shè)計方法可能更適合復(fù)雜的控制邏輯？（）A.硬布線控制器，基于邏輯門實現(xiàn)B.微程序控制器，通過微指令控制C.隨機(jī)控制器，根據(jù)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生控制信號D.以上方法在復(fù)雜控制邏輯下效果相同10、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來檢測一個8位二進(jìn)制數(shù)中1的個數(shù)是否大于4。以下哪種方法可能是最有效的？（）A.使用逐位判斷和計數(shù)器來統(tǒng)計1的個數(shù)，然后進(jìn)行比較B.將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后與4比較C.通過復(fù)雜的邏輯運(yùn)算直接得出結(jié)果，不進(jìn)行計數(shù)D.無法通過簡單的數(shù)字電路實現(xiàn)此功能11、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個比較器，能夠比較兩個8位二進(jìn)制數(shù)的大小。以下哪種結(jié)構(gòu)可能是最直接的實現(xiàn)方式？（）A.使用逐位比較的方法，通過邏輯門產(chǎn)生比較結(jié)果B.將兩個數(shù)相減，根據(jù)結(jié)果的符號判斷大小C.先將兩個數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，然后進(jìn)行比較D.以上方式都不適合實現(xiàn)比較器12、已知一個計數(shù)器的計數(shù)時鐘頻率為20MHz，要計滿1000個數(shù)，大約需要多長時間？（）A.50μsB.50msC.500μsD.500ms13、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的進(jìn)制進(jìn)行計數(shù)。一個六進(jìn)制計數(shù)器，需要幾個觸發(fā)器來實現(xiàn)？（）A.三個B.四個C.不確定D.根據(jù)計數(shù)器的類型判斷14、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個8位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為格雷碼，以下關(guān)于轉(zhuǎn)換方法的描述，哪一項是正確的？（）A.直接逐位轉(zhuǎn)換B.通過特定的邏輯運(yùn)算C.無法直接轉(zhuǎn)換D.以上都不正確15、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個8選1的數(shù)據(jù)選擇器。以下哪種邏輯門的組合可能是最常用的？（）A.與門和或門的組合，構(gòu)建選擇邏輯B.非門和與門的組合，實現(xiàn)反相和選擇功能C.或門和異或門的組合，產(chǎn)生選擇信號D.以上組合都不常用二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語言實現(xiàn)一個計數(shù)器的異步復(fù)位功能。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的建立時間和保持時間，它們對電路的正常工作有什么影響。3、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行數(shù)字信號的加密和解密，保障數(shù)據(jù)安全。4、（本題5分）說明在數(shù)字電路中如何利用時鐘使能信號控制電路的工作狀態(tài)，節(jié)省功耗。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）構(gòu)建一個優(yōu)先級編碼器電路，能夠?qū)Χ鄠€輸入請求進(jìn)行優(yōu)先級編碼并輸出。全面分析優(yōu)先級編碼器的工作原理和編碼策略，討論如何根據(jù)實際需求設(shè)置優(yōu)先級順序和處理多個同時輸入的情況。2、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個簡單的乘法器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個4位二進(jìn)制數(shù)的乘法運(yùn)算。深入剖析乘法運(yùn)算的實現(xiàn)過程，包括部分積的生成、累加和移位操作，以及所使用的邏輯門和存儲單元的作用。3、（本題5分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對傳感器數(shù)據(jù)的預(yù)處理和校準(zhǔn)。全面分析傳感器數(shù)據(jù)的特點和處理要求，討論如何通過數(shù)字邏輯去除噪聲、補(bǔ)償誤差和進(jìn)行線性化處理。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠檢測一個32位二進(jìn)制數(shù)中1的個數(shù)。分析檢測的邏輯思路，可以采用逐位判斷或者其他高效的算法。說明電路中如何實現(xiàn)計數(shù)和結(jié)果輸出，以及如何優(yōu)化電路以提高檢測速度。5、（本題5分）有一個數(shù)字控制系統(tǒng)中的模糊控制器模塊，用于處理模糊的輸入信息和產(chǎn)生模糊的控制輸出。分析模糊控制的原理和推理方法，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)模糊控制功能。探討如何定義模糊集合和模糊規(guī)則以適應(yīng)不同的控制對象。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）使用計數(shù)器和編碼器設(shè)計一個能自動生成一定規(guī)律數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和序列分析。2、（本題10分）設(shè)計一個組合邏輯電路，實現(xiàn)兩個5位二