巢湖學院《數(shù)字電子技術(shù)》2021-2022學年第一學期期末試卷

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《數(shù)字電子技術(shù)》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在數(shù)字電路中，比較器用于比較兩個數(shù)字量的大小。假設(shè)我們正在使用比較器。以下關(guān)于比較器的描述，哪一項是不準確的？（）A.比較器可以比較兩個二進制數(shù)的大小，并輸出相應的比較結(jié)果B.多位比較器可以通過級聯(lián)多個一位比較器來實現(xiàn)C.比較器的輸出通常包括大于、小于和等于三種情況D.比較器的速度和精度只取決于輸入數(shù)字量的位數(shù)，與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)2、對于一個由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時序邏輯電路，若要實現(xiàn)自啟動功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達式C.真值表D.卡諾圖3、在數(shù)字邏輯電路的可靠性設(shè)計中，假設(shè)一個電路需要在惡劣的環(huán)境條件下長時間穩(wěn)定運行，例如高溫、高濕度和強電磁干擾。為了提高電路的可靠性和容錯能力，以下哪種技術(shù)或方法是經(jīng)常采用的？（）A.冗余設(shè)計B.電磁屏蔽C.散熱優(yōu)化D.以上都是4、對于一個異步時序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換與時鐘信號不同步。若在某個時刻，輸入發(fā)生變化，那么狀態(tài)的改變會立即發(fā)生嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.不確定5、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=AB+AC，最簡的與非-與非表達式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'6、加法器是數(shù)字電路中進行加法運算的重要部件。在半加器和全加器中，以下說法不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進位，而全加器需要考慮B.多個半加器可以組合成一個全加器C.全加器的進位輸出只與當前的輸入有關(guān)，與之前的運算結(jié)果無關(guān)D.半加器和全加器都可以用邏輯門實現(xiàn)7、一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器，若其滿量程輸出電壓為5V，當輸入數(shù)字量為10000000時，輸出電壓為：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V8、對于一個4位的二進制加法計數(shù)器，從0開始計數(shù)，當計數(shù)到哪個值時，再輸入一個計數(shù)脈沖會產(chǎn)生進位輸出？（）A.1111B.1000C.1001D.11109、數(shù)字邏輯是計算機科學和電子工程的重要基礎(chǔ)，它主要研究數(shù)字信號和數(shù)字電路的設(shè)計與分析。在數(shù)字邏輯中，二進制數(shù)是最基本的數(shù)值表示形式。以下關(guān)于二進制數(shù)的描述，錯誤的是（）A.二進制數(shù)只有0和1兩個數(shù)字B.二進制數(shù)的位權(quán)是2的冪次方C.二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)可以通過位權(quán)展開相加的方法D.二進制數(shù)在進行算術(shù)運算時，規(guī)則比十進制數(shù)簡單，所以在所有情況下都更適合進行計算10、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的模擬信號進行數(shù)字化處理。在這個過程中，首先需要進行采樣和量化。如果要提高數(shù)字化的精度，以下哪種措施是關(guān)鍵的？（）A.增加采樣頻率B.提高量化的位數(shù)C.優(yōu)化采樣保持電路D.以上措施都對提高精度有同等重要的作用11、在數(shù)字電路中，觸發(fā)器的觸發(fā)方式有多種。以下關(guān)于觸發(fā)器觸發(fā)方式的描述中，不正確的是（）A.電平觸發(fā)方式在觸發(fā)信號為高電平時有效B.邊沿觸發(fā)方式在上升沿或下降沿時有效C.主從觸發(fā)方式可以避免空翻現(xiàn)象D.所有的觸發(fā)器都可以采用以上三種觸發(fā)方式12、邏輯門是數(shù)字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對于與非門和或非門，以下說法錯誤的是（）A.與非門是先進行與運算，然后對結(jié)果取非B.或非門是先進行或運算，然后對結(jié)果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的13、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種重要的模型，用于描述時序邏輯電路的行為。以下關(guān)于有限狀態(tài)機的描述，錯誤的是（）A.有限狀態(tài)機由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以使用狀態(tài)圖、狀態(tài)表和硬件描述語言來描述有限狀態(tài)機C.有限狀態(tài)機可以分為摩爾型和米利型兩種類型，它們的輸出與輸入的關(guān)系不同D.有限狀態(tài)機的設(shè)計非常復雜，在實際應用中很少使用14、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(shè)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(gòu)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15、在數(shù)字邏輯的運算中，補碼是一種重要的表示方法。以下關(guān)于補碼的描述，錯誤的是（）A.正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼是原碼的各位取反，末位加1B.補碼可以方便地進行加法和減法運算，無需考慮符號位C.補碼的表示范圍比原碼和反碼更廣D.補碼的轉(zhuǎn)換過程非常復雜，在實際應用中很少使用16、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，需要考慮電路的功耗。假設(shè)一個邏輯電路，通過優(yōu)化邏輯表達式可以降低功耗，以下哪種優(yōu)化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數(shù)量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉(zhuǎn)次數(shù)D.以上方法效果相同17、對于一個由多個邏輯門組成的電路，已知輸入信號A、B、C的變化順序為000->001->010->011，輸出信號的變化順序為1->0->1->0，該電路實現(xiàn)的是什么邏輯功能？（）A.與B.或C.非D.異或18、在數(shù)字電路中，異步時序電路與同步時序電路相比，具有一些不同的特點。假設(shè)一個異步計數(shù)器，其計數(shù)速度可能會受到以下哪個因素的影響？（）A.時鐘信號的頻率B.觸發(fā)器的類型C.各觸發(fā)器之間的延遲差異D.計數(shù)器的初始值19、當研究數(shù)字邏輯中的時序邏輯電路時，假設(shè)一個電路需要根據(jù)輸入信號的歷史狀態(tài)和當前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實現(xiàn)這種功能？（）A.計數(shù)器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態(tài)機20、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個加法/減法器，能夠根據(jù)控制信號選擇進行加法或減法操作。以下哪種設(shè)計思路可能是最合理的？（）A.使用一個加法器和一個減法器，通過控制信號選擇輸出B.在加法器的基礎(chǔ)上，通過改變輸入的符號實現(xiàn)減法操作C.重新設(shè)計一個能夠同時實現(xiàn)加法和減法的專用電路D.以上思路都不合理二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)字信號的編碼壓縮和解壓縮，分析常見的編碼壓縮算法在數(shù)字邏輯中的實現(xiàn)。2、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字電路的可靠性強化試驗中，試驗的方法和目的以及效果評估。3、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中如何分析邏輯電路的可靠性，評估電路在不同條件下的穩(wěn)定性。4、（本題5分）解釋什么是編碼器和譯碼器，它們的工作原理是什么，以及在數(shù)字系統(tǒng)中的常見應用。5、（本題5分）詳細解釋數(shù)字邏輯中計數(shù)器的分類（如同步計數(shù)器和異步計數(shù)器），分析它們的工作特點和在實際應用中的選擇依據(jù)。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個模7的加法計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?2位二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼的擴展形式，輸出為28位二進制數(shù)，畫出邏輯電路圖。3、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將13位二進制輸入信號譯碼為8192個輸出信號。4、（本題5分）設(shè)計一個能產(chǎn)生000-111循環(huán)序列的計數(shù)器電路，采用JK觸發(fā)器實現(xiàn)，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。5、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計一個異步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個10位雙向移位寄存器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）構(gòu)建一個數(shù)字邏輯電路，用于實現(xiàn)對磁盤數(shù)據(jù)的編碼和解碼。全面分析磁盤存儲的格式和編碼方式，討論如何通過數(shù)字邏輯提高數(shù)據(jù)存儲的密度和可靠性。2、（本題10分）設(shè)計一個組合邏輯