巢湖學(xué)院《數(shù)字電子技術(shù)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字電子技術(shù)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題1分，共15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、若一個(gè)T觸發(fā)器的輸入為高電平，在時(shí)鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)會(huì)怎樣變化？（）A.保持不變B.翻轉(zhuǎn)C.置1D.置02、在數(shù)字邏輯中，對(duì)于一個(gè)時(shí)序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是分析和設(shè)計(jì)的重要工具。假設(shè)給定一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，以下哪種方法可以最準(zhǔn)確地判斷該電路的功能是否正確？（）A.對(duì)照輸入輸出關(guān)系表進(jìn)行檢查B.進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算C.通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)并實(shí)際測(cè)試D.憑借經(jīng)驗(yàn)和直覺判斷3、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號(hào)選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)控制信號(hào)為特定值時(shí)，如何確定輸出是哪個(gè)輸入數(shù)據(jù)？（）A.根據(jù)控制信號(hào)的二進(jìn)制值確定輸出B.根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的大小確定輸出C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷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、對(duì)于一個(gè)由JK觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序邏輯電路，若要實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)功能，需要檢查：（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖B.邏輯表達(dá)式C.真值表D.卡諾圖6、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲(chǔ)過(guò)去的輸入信息。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的描述，錯(cuò)誤的是（）A.觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元，常見的有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等B.時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的過(guò)去狀態(tài)有關(guān)C.時(shí)序邏輯電路可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)表等方式進(jìn)行描述D.時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)比組合邏輯電路簡(jiǎn)單，不需要考慮復(fù)雜的時(shí)序關(guān)系7、在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠判斷兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)是否相等的比較器，需要使用以下哪種邏輯門組合？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.同或門和或門D.以上都可以8、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的鎖存器時(shí)，假設(shè)一個(gè)鎖存器在輸入信號(hào)消失后仍然保持其輸出狀態(tài)。以下關(guān)于鎖存器的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.常用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)B.不能用于數(shù)據(jù)的同步C.輸出狀態(tài)只能由時(shí)鐘信號(hào)改變D.以上說(shuō)法都不正確9、已知一個(gè)JK觸發(fā)器的J=0，K=1，在時(shí)鐘脈沖的下降沿到來(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)10、在數(shù)字邏輯電路的接口設(shè)計(jì)中，假設(shè)需要將一個(gè)數(shù)字邏輯電路與外部模擬設(shè)備進(jìn)行連接。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，需要使用專門的接口電路。以下哪種接口電路在這種情況下是常用的？（）A.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）B.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）C.電平轉(zhuǎn)換器D.以上都是11、在數(shù)字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，不正確的是（）A.常見的組合邏輯電路有加法器、編碼器、譯碼器等B.組合邏輯電路不存在反饋通路，信號(hào)從輸入到輸出是單向傳輸?shù)腃.由于沒(méi)有存儲(chǔ)元件，組合邏輯電路的輸出不能保持，會(huì)隨著輸入的變化而立即變化D.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)不需要考慮時(shí)序問(wèn)題，比時(shí)序邏輯電路簡(jiǎn)單得多12、數(shù)字電路中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。以下關(guān)于這些觸發(fā)器的功能描述，不正確的是（）A.D觸發(fā)器在時(shí)鐘上升沿時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到輸出端B.JK觸發(fā)器具有置0、置1、保持和翻轉(zhuǎn)四種功能C.T觸發(fā)器在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出狀態(tài)總是翻轉(zhuǎn)D.這些觸發(fā)器可以通過(guò)外部連接和控制信號(hào)相互轉(zhuǎn)換13、在一個(gè)數(shù)字電路中，使用了PLA（可編程邏輯陣列）來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯功能。與傳統(tǒng)的邏輯門電路相比，PLA的主要優(yōu)勢(shì)是什么？（）A.可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能，并且易于修改B.速度更快，能夠處理高頻信號(hào)C.成本更低，使用的器件更少D.功耗更低，適合低功耗應(yīng)用14、競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)是數(shù)字電路中可能出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下關(guān)于競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號(hào)傳輸?shù)难舆t不同導(dǎo)致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)不會(huì)對(duì)數(shù)字電路的功能產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的影響，因此可以忽略不計(jì)D.在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)和分析中，需要考慮競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的可能性，并采取相應(yīng)的措施15、對(duì)于數(shù)字電路中的移位寄存器，假設(shè)需要實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)到并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。以下哪種類型的移位寄存器最適合？（）A.左移寄存器B.右移寄存器C.雙向移位寄存器D.以上寄存器均可二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）深入解釋在數(shù)字邏輯中的比較器的工作原理和實(shí)現(xiàn)方式，以及在數(shù)值比較中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)中，如何根據(jù)需求確定計(jì)數(shù)器的進(jìn)制、計(jì)數(shù)范圍和觸發(fā)方式。3、（本題5分）詳細(xì)解釋數(shù)字邏輯中乘法器的陣列乘法器和移位相加乘法器的實(shí)現(xiàn)原理，比較它們?cè)谒俣群兔娣e上的優(yōu)劣。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在加法器的速度與面積權(quán)衡中，如何根據(jù)具體需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，將一個(gè)10位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行格雷碼轉(zhuǎn)換，并能夠?qū)⒏窭状a轉(zhuǎn)換回二進(jìn)制碼。詳細(xì)闡述轉(zhuǎn)換的方法和邏輯過(guò)程，通過(guò)真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。探討格雷碼在數(shù)字系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)數(shù)字信號(hào)的編碼壓縮。仔細(xì)分析壓縮算法和編碼方式，解釋如何減少數(shù)據(jù)量并保持信息的完整性，探討在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。3、（本題5分）使用編碼器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的編碼和串行傳輸。分析編碼方式的選擇和移位寄存器的工作原理，以及如何在傳輸過(guò)程中保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。4、（本題5分）給定一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的性能測(cè)試結(jié)果，如延遲、吞吐量和資源利用率等。分析系統(tǒng)性能的瓶頸所在，提出優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)或算法的建議，以提高系統(tǒng)的整體性能。5、（本題5分）有一個(gè)使用JK觸發(fā)器和邏輯門構(gòu)建的狀態(tài)機(jī)，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。分析狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出邏輯，給出狀態(tài)圖和邏輯表達(dá)式。通過(guò)具體的交通場(chǎng)景，驗(yàn)證狀態(tài)機(jī)的功能和正確性。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)組合邏輯電路，判斷一個(gè)10位二進(jìn)制數(shù)是否為斐波那契數(shù)。2、（本題10分）設(shè)計(jì)