西安郵電大學(xué)《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西安郵電大學(xué)《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》

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、在組合邏輯電路中，若輸入信號A從0變?yōu)?，同時輸入信號B從1變?yōu)?，而輸出信號在這個過程中沒有發(fā)生變化，可能的原因是？（）A.存在競爭冒險B.電路設(shè)計錯誤C.輸出與輸入無關(guān)D.以上都有可能2、時序邏輯電路在數(shù)字系統(tǒng)中具有重要作用。假設(shè)我們正在研究一個時序邏輯電路。以下關(guān)于時序邏輯電路的描述，哪一項是不正確的？（）A.時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)成時序邏輯電路的基本存儲單元，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等C.時序邏輯電路中的計數(shù)器可以用于計數(shù)脈沖信號的個數(shù)，實現(xiàn)定時和分頻功能D.時序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換總是穩(wěn)定和可預(yù)測的，不會出現(xiàn)不確定的狀態(tài)3、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率為100MHz，若要產(chǎn)生一個周期為10μs的脈沖信號，需要幾級分頻電路？（）A.5B.6C.7D.84、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)器在時鐘上升沿時，將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端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)器可以通過外部連接和控制信號相互轉(zhuǎn)換5、對于一個同步時序邏輯電路的狀態(tài)表，若存在兩個狀態(tài)在同一輸入下轉(zhuǎn)換到同一后繼狀態(tài)，則這兩個狀態(tài)是？（）A.等價狀態(tài)B.不等價狀態(tài)C.不確定D.以上都不對6、對于一個由或門和與門構(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、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它包含存儲元件，能夠記住過去的輸入信息。常見的時序邏輯電路有觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器等。在一個D觸發(fā)器中，當(dāng)時鐘脈沖上升沿到來時，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現(xiàn)三個一位二進制數(shù)的相加。一個全加器的輸入為A=0，B=1，進位C_in=1，那么輸出的和S和進位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，使用邏輯門構(gòu)建復(fù)雜的邏輯功能時，假設(shè)要實現(xiàn)一個能判斷輸入的3個數(shù)字是否相等的電路。以下哪種邏輯門的組合和連接方式可能是有效的（）A.僅使用與門B.僅使用或門C.使用與門、或門和非門的組合D.以上組合都無法實現(xiàn)11、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)中的譯碼器，它需要將4位的二進制輸入譯碼為16個輸出信號。以下哪種譯碼器的實現(xiàn)方式可能是最常見的？（）A.2-4譯碼器級聯(lián)B.3-8譯碼器級聯(lián)C.使用與非門構(gòu)建譯碼邏輯D.利用或門實現(xiàn)譯碼功能12、在組合邏輯電路設(shè)計中，若要實現(xiàn)一個四選一的數(shù)據(jù)選擇器，最少需要使用幾個二輸入與門？（）A.2B.3C.4D.513、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率為50MHz，要實現(xiàn)一個周期為40ns的信號，需要經(jīng)過幾級計數(shù)器分頻？（）A.2B.3C.4D.514、在數(shù)字邏輯中，已知一個邏輯函數(shù)的卡諾圖，如何判斷該函數(shù)是否可以化簡？（）A.觀察是否有相鄰的1格B.觀察是否有相鄰的0格C.觀察是否有對稱的1格D.以上都不對15、對于一個由多個D觸發(fā)器構(gòu)成的移位寄存器，若要實現(xiàn)串行輸入并行輸出，需要幾個時鐘脈沖？（）A.與觸發(fā)器個數(shù)相同B.觸發(fā)器個數(shù)的一半C.1D.不確定二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細說明在數(shù)字邏輯電路的板級設(shè)計中，如何進行布局布線以提高電路的性能和可靠性。2、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言描述一個同步FIFO的實現(xiàn)過程。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字電路的可靠性評估中，常用的指標(biāo)有哪些，如故障間隔時間、平均無故障時間等。4、（本題5分）說明如何設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路來實現(xiàn)一個特定的邏輯功能，例如判斷一個數(shù)是否為偶數(shù)。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(shù)字頻率計電路，能夠測量輸入信號的頻率。詳細闡述頻率測量的原理和實現(xiàn)方法，包括計數(shù)、定時和顯示邏輯，分析測量誤差的來源和減小誤差的措施。2、（本題5分）設(shè)計一個簡單的數(shù)字信號處理電路，例如數(shù)字濾波器。詳細分析濾波器的類型（如低通、高通、帶通等）、參數(shù)選擇和邏輯實現(xiàn)，解釋如何通過數(shù)字邏輯對輸入信號進行濾波處理，以及濾波器性能的評估指標(biāo)。3、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(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。詳細闡述接口電路的設(shè)計要求、信號調(diào)理和轉(zhuǎn)換邏輯，分析溫度測量的精度和穩(wěn)定性。4、（本題5分）使用譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個數(shù)字電路，實現(xiàn)對多個輸入信號的選擇和輸出。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)輸入的控制信號正確地選擇和輸出所需的信號。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)蓚€8位二進制數(shù)進行乘法運算，并輸出結(jié)果。分析乘法運算的邏輯步驟，如移位、加法等操作的實現(xiàn)方式，以及如何處理進位和存儲中間結(jié)果，同時探討該電路在硬件實現(xiàn)上的復(fù)雜度和資源消耗。四、設(shè)計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）利用計數(shù)器74LS161設(shè)計一個模6的計數(shù)器，畫出邏輯電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、（本題10分）設(shè)計一個交通信號燈控制器，實