西安郵電大學(xué)《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》2022-2023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)西安郵電大學(xué)《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》

2022-2023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、在組合邏輯電路中，若輸入信號(hào)A從0變?yōu)?，同時(shí)輸入信號(hào)B從1變?yōu)?，而輸出信號(hào)在這個(gè)過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生變化，可能的原因是？（）A.存在競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)B.電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤C.輸出與輸入無(wú)關(guān)D.以上都有可能2、時(shí)序邏輯電路在數(shù)字系統(tǒng)中具有重要作用。假設(shè)我們正在研究一個(gè)時(shí)序邏輯電路。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)B.觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本存儲(chǔ)單元，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等C.時(shí)序邏輯電路中的計(jì)數(shù)器可以用于計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)和分頻功能D.時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換總是穩(wěn)定和可預(yù)測(cè)的，不會(huì)出現(xiàn)不確定的狀態(tài)3、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為100MHz，若要產(chǎn)生一個(gè)周期為10μs的脈沖信號(hào)，需要幾級(jí)分頻電路？（）A.5B.6C.7D.84、數(shù)字電路中的觸發(fā)器有多種類(lèi)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5、對(duì)于一個(gè)同步時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)表，若存在兩個(gè)狀態(tài)在同一輸入下轉(zhuǎn)換到同一后繼狀態(tài)，則這兩個(gè)狀態(tài)是？（）A.等價(jià)狀態(tài)B.不等價(jià)狀態(tài)C.不確定D.以上都不對(duì)6、對(duì)于一個(gè)由或門(mén)和與門(mén)構(gòu)成的組合邏輯電路，已知輸入A=1，B=0，C=1，輸出結(jié)果為高電平的條件是什么？（）A.A或BB.A且CC.B或CD.A或C7、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它包含存儲(chǔ)元件，能夠記住過(guò)去的輸入信息。常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路有觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器和寄存器等。在一個(gè)D觸發(fā)器中，當(dāng)時(shí)鐘脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，如果D輸入端的值為1，那么輸出Q的值將：（）A.保持不變B.變?yōu)?C.變?yōu)?D.不確定，取決于之前的狀態(tài)8、已知一個(gè)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.5V9、數(shù)字邏輯中的全加器可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)全加器的輸入為A=0，B=1，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷10、在數(shù)字邏輯電路中，使用邏輯門(mén)構(gòu)建復(fù)雜的邏輯功能時(shí)，假設(shè)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能判斷輸入的3個(gè)數(shù)字是否相等的電路。以下哪種邏輯門(mén)的組合和連接方式可能是有效的（）A.僅使用與門(mén)B.僅使用或門(mén)C.使用與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)的組合D.以上組合都無(wú)法實(shí)現(xiàn)11、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的譯碼器，它需要將4位的二進(jìn)制輸入譯碼為16個(gè)輸出信號(hào)。以下哪種譯碼器的實(shí)現(xiàn)方式可能是最常見(jiàn)的？（）A.2-4譯碼器級(jí)聯(lián)B.3-8譯碼器級(jí)聯(lián)C.使用與非門(mén)構(gòu)建譯碼邏輯D.利用或門(mén)實(shí)現(xiàn)譯碼功能12、在組合邏輯電路設(shè)計(jì)中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)四選一的數(shù)據(jù)選擇器，最少需要使用幾個(gè)二輸入與門(mén)？（）A.2B.3C.4D.513、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為50MHz，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期為40ns的信號(hào)，需要經(jīng)過(guò)幾級(jí)計(jì)數(shù)器分頻？（）A.2B.3C.4D.514、在數(shù)字邏輯中，已知一個(gè)邏輯函數(shù)的卡諾圖，如何判斷該函數(shù)是否可以化簡(jiǎn)？（）A.觀察是否有相鄰的1格B.觀察是否有相鄰的0格C.觀察是否有對(duì)稱(chēng)的1格D.以上都不對(duì)15、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，若要實(shí)現(xiàn)串行輸入并行輸出，需要幾個(gè)時(shí)鐘脈沖？（）A.與觸發(fā)器個(gè)數(shù)相同B.觸發(fā)器個(gè)數(shù)的一半C.1D.不確定二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）詳細(xì)說(shuō)明在數(shù)字邏輯電路的板級(jí)設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行布局布線以提高電路的性能和可靠性。2、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用硬件描述語(yǔ)言描述一個(gè)同步FIFO的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路的可靠性評(píng)估中，常用的指標(biāo)有哪些，如故障間隔時(shí)間、平均無(wú)故障時(shí)間等。4、（本題5分）說(shuō)明如何設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的邏輯功能，例如判斷一個(gè)數(shù)是否為偶數(shù)。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)電路，能夠測(cè)量輸入信號(hào)的頻率。詳細(xì)闡述頻率測(cè)量的原理和實(shí)現(xiàn)方法，包括計(jì)數(shù)、定時(shí)和顯示邏輯，分析測(cè)量誤差的來(lái)源和減小誤差的措施。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字信號(hào)處理電路，例如數(shù)字濾波器。詳細(xì)分析濾波器的類(lèi)型（如低通、高通、帶通等）、參數(shù)選擇和邏輯實(shí)現(xiàn)，解釋如何通過(guò)數(shù)字邏輯對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以及濾波器性能的評(píng)估指標(biāo)。3、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度傳感器接口電路，能夠讀取和處理溫度傳感器的輸出信號(hào)。詳細(xì)闡述接口電路的設(shè)計(jì)要求、信號(hào)調(diào)理和轉(zhuǎn)換邏輯，分析溫度測(cè)量的精度和穩(wěn)定性。4、（本題5分）使用譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)輸入信號(hào)的選擇和輸出。分析譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的工作原理，以及如何根據(jù)輸入的控制信號(hào)正確地選擇和輸出所需的信號(hào)。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)蓚€(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，并輸出結(jié)果。分析乘法運(yùn)算的邏輯步驟，如移位、加法等操作的實(shí)現(xiàn)方式，以及如何處理進(jìn)位和存儲(chǔ)中間結(jié)果，同時(shí)探討該電路在硬件實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜度和資源消耗。四、設(shè)計(jì)題（本大題共4個(gè)小題，共40分)1、（本題10分）利用計(jì)數(shù)器74LS161設(shè)計(jì)一個(gè)模6的計(jì)數(shù)器，畫(huà)出邏輯電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)燈控制器，實(shí)