常州工學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線第2頁(yè)，共2頁(yè)常州工學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

2021-2022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)一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個(gè)小題，每小題1分，共30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、已知一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，地址輸入端有3位，當(dāng)輸入地址為101時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)是哪個(gè)輸入通道的數(shù)據(jù)？（）A.第1個(gè)B.第3個(gè)C.第5個(gè)D.第7個(gè)2、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，寄存器可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。一個(gè)8位寄存器，能夠存儲(chǔ)的最大二進(jìn)制數(shù)是多少？（）A.255B.256C.不確定D.根據(jù)寄存器的類型判斷3、在數(shù)字邏輯中，奇偶校驗(yàn)碼常用于檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸中的錯(cuò)誤。以下關(guān)于奇偶校驗(yàn)碼的描述中，錯(cuò)誤的是（）A.奇偶校驗(yàn)碼可以檢測(cè)出奇數(shù)位錯(cuò)誤B.奇校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，偶校驗(yàn)碼中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)C.奇偶校驗(yàn)碼不能糾正錯(cuò)誤，只能檢測(cè)錯(cuò)誤D.奇偶校驗(yàn)碼增加的校驗(yàn)位越多，檢測(cè)錯(cuò)誤的能力越強(qiáng)4、在數(shù)字邏輯中，乘法器是實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算的重要電路。以下關(guān)于乘法器實(shí)現(xiàn)方法的描述中，不正確的是（）A.可以使用移位相加的方法B.可以通過(guò)硬件電路直接實(shí)現(xiàn)C.乘法器的速度與位數(shù)成正比D.可以使用陣列乘法器提高速度5、考慮到一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)生成，時(shí)鐘的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、高精度時(shí)鐘信號(hào)的電路，同時(shí)要考慮到功耗和成本的限制。以下哪種時(shí)鐘生成技術(shù)在滿足這些要求方面表現(xiàn)最為出色？（）A.晶體振蕩器B.環(huán)形振蕩器C.電感電容振蕩器D.壓控振蕩器6、在數(shù)字邏輯中，邏輯門是實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算的基本單元。與門的邏輯功能是只有當(dāng)所有輸入都為高電平時(shí)，輸出才為高電平。以下關(guān)于與門的描述，錯(cuò)誤的是（）A.與門的邏輯表達(dá)式為Y=A·BB.可以用二極管和電阻實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的與門電路C.與門的輸入和輸出信號(hào)只有高電平和低電平兩種狀態(tài)D.與門在數(shù)字電路中應(yīng)用較少，不如或門和非門重要7、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)乘以2的電路，以下哪種方法較為簡(jiǎn)便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通過(guò)邏輯運(yùn)算D.以上都不是8、計(jì)數(shù)器是一種常見(jiàn)的時(shí)序邏輯電路，用于對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。有同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器之分。同步計(jì)數(shù)器的所有觸發(fā)器共用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，而異步計(jì)數(shù)器的觸發(fā)器則不是。對(duì)于一個(gè)4位異步二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)8個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.1000B.0111C.1001D.11009、在數(shù)字電路中，使用二進(jìn)制補(bǔ)碼進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)，若最高位產(chǎn)生了進(jìn)位，則：（）A.結(jié)果為正B.結(jié)果為負(fù)C.結(jié)果溢出D.無(wú)法確定10、考慮數(shù)字邏輯中的譯碼器，假設(shè)使用3線-8線譯碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù)。以下關(guān)于譯碼器的功能和應(yīng)用，哪個(gè)說(shuō)法是準(zhǔn)確的（）A.譯碼器只能將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制輸出B.譯碼器可以用于實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)C.譯碼器的輸出始終是固定的幾種組合D.譯碼器不能用于數(shù)據(jù)分配11、對(duì)于一個(gè)由多個(gè)觸發(fā)器組成的同步時(shí)序電路，若其中一個(gè)觸發(fā)器出現(xiàn)故障，會(huì)對(duì)整個(gè)電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯(cuò)誤結(jié)果D.以上都有可能12、數(shù)字邏輯中的鎖存器可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。假設(shè)一個(gè)透明鎖存器，當(dāng)使能信號(hào)為高電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)可以通過(guò)鎖存器。如果使能信號(hào)一直為高電平，輸入數(shù)據(jù)頻繁變化，以下哪種情況可能會(huì)導(dǎo)致輸出不穩(wěn)定？（）A.鎖存器的響應(yīng)速度慢B.輸入信號(hào)的噪聲C.電源電壓波動(dòng)D.以上情況都可能13、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器常常一起使用。一個(gè)8線-3線編碼器和一個(gè)3線-8線譯碼器連接在一起，當(dāng)編碼器輸入為特定值時(shí)，譯碼器的輸出會(huì)是什么？（）A.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的高電平輸出B.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無(wú)關(guān)14、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過(guò)邏輯運(yùn)算D.以上都不是15、在數(shù)字邏輯的發(fā)展中，新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)。以下關(guān)于數(shù)字邏輯未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的描述中，不正確的是（）A.集成度會(huì)越來(lái)越高，芯片性能不斷提升B.功耗會(huì)越來(lái)越低，節(jié)能環(huán)保C.設(shè)計(jì)復(fù)雜度會(huì)逐漸降低，易于開(kāi)發(fā)D.應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)不斷拓展，與其他學(xué)科融合更加緊密16、在數(shù)字邏輯中，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)。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)，描述錯(cuò)誤的是（）A.時(shí)序邏輯電路中一定包含存儲(chǔ)元件，如觸發(fā)器B.時(shí)序邏輯電路的輸出變化是按照一定的時(shí)鐘節(jié)拍進(jìn)行的C.時(shí)序邏輯電路的功能比組合邏輯電路更復(fù)雜，但應(yīng)用范圍相對(duì)較窄D.分析和設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路需要考慮時(shí)鐘信號(hào)、狀態(tài)轉(zhuǎn)換等因素17、在數(shù)字邏輯中，邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)對(duì)于電路的優(yōu)化至關(guān)重要。以下關(guān)于邏輯表達(dá)式化簡(jiǎn)方法的描述，錯(cuò)誤的是（）A.可以使用公式法和圖形法相結(jié)合來(lái)化簡(jiǎn)復(fù)雜的邏輯表達(dá)式B.化簡(jiǎn)后的邏輯表達(dá)式功能一定與原始表達(dá)式相同C.邏輯表達(dá)式的化簡(jiǎn)程度越高，電路的成本越低D.任何邏輯表達(dá)式都可以化簡(jiǎn)到最簡(jiǎn)形式18、在數(shù)字邏輯電路中，三態(tài)門可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。當(dāng)三態(tài)門的控制端為高電平時(shí)，輸出處于高阻態(tài)。以下關(guān)于三態(tài)門的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是：（）A.用于構(gòu)建總線結(jié)構(gòu)B.可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)共享C.三態(tài)門的高阻態(tài)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失D.用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?9、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種用于描述時(shí)序邏輯行為的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述中，正確的是（）A.由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以用狀態(tài)圖和狀態(tài)表來(lái)描述C.能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯D.以上都是20、在數(shù)字邏輯電路中，移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。一個(gè)4位右移寄存器，當(dāng)輸入為特定的二進(jìn)制數(shù)時(shí)，經(jīng)過(guò)多次時(shí)鐘脈沖后，輸出會(huì)發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數(shù)據(jù)依次向右移動(dòng)B.輸出的數(shù)據(jù)依次向左移動(dòng)C.不確定D.輸出的數(shù)據(jù)保持不變21、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)乘法器，能夠?qū)蓚€(gè)4位二進(jìn)制數(shù)相乘。以下哪種乘法算法的實(shí)現(xiàn)可能是最有效的？（）A.移位相加乘法算法，通過(guò)多次移位和加法實(shí)現(xiàn)乘法B.陣列乘法器，使用大量的與門和加法器實(shí)現(xiàn)并行乘法C.查找表乘法器，預(yù)先計(jì)算并存儲(chǔ)乘法結(jié)果，通過(guò)查找表獲取D.以上乘法算法的效率相同，可以任意選擇22、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，其中需要一個(gè)計(jì)數(shù)器能夠從0計(jì)數(shù)到15，然后重新從0開(kāi)始計(jì)數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，以下哪種計(jì)數(shù)器類型可能是最合適的選擇？（）A.異步計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但速度較慢B.同步計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)速度快且穩(wěn)定性好C.環(huán)形計(jì)數(shù)器，每個(gè)狀態(tài)只有一位為1D.扭環(huán)形計(jì)數(shù)器，狀態(tài)轉(zhuǎn)換具有特定規(guī)律23、數(shù)據(jù)選擇器可以從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。假設(shè)有一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，其選擇控制端為S1S0，輸入數(shù)據(jù)為D0、D1、D2、D3。當(dāng)S1S0=10時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)為：（）A.D0B.D1C.D2D.D324、對(duì)于數(shù)字邏輯中的譯碼器，假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)需要將4位二進(jìn)制輸入譯碼為16個(gè)輸出信號(hào)。以下哪種譯碼器能夠有效地完成這個(gè)任務(wù)？（）A.2-4譯碼器B.3-8譯碼器C.4-16譯碼器D.8-256譯碼器25、對(duì)于一個(gè)12位的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，完成一次轉(zhuǎn)換所需的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)大約為：（）A.12個(gè)B.24個(gè)C.48個(gè)D.不確定26、用卡諾圖化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡(jiǎn)與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'27、考慮一個(gè)數(shù)字電路中的鎖存器，它能夠在特定條件下存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。以下哪種情況下鎖存器可能會(huì)丟失存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)？（）A.電源故障B.控制信號(hào)異常C.長(zhǎng)時(shí)間未刷新D.以上情況都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失28、寄存器是用于存儲(chǔ)一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)的時(shí)序邏輯電路。以下關(guān)于寄存器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.寄存器可以由多個(gè)觸發(fā)器組成，能夠同時(shí)存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)B.移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行輸入和并行輸出，或者并行輸入和串行輸出C.寄存器在數(shù)字系統(tǒng)中常用于暫存數(shù)據(jù)、緩沖數(shù)據(jù)等D.寄存器的存儲(chǔ)容量是固定的，不能根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展29、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的編碼和解碼。一個(gè)4線-2線編碼器和一個(gè)2線-4線譯碼器連接在一起，當(dāng)編碼器輸入為特定值時(shí)，譯碼器的輸出會(huì)是什么？（）A.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的高電平輸出B.譯碼器的輸出會(huì)根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無(wú)關(guān)30、在數(shù)字邏輯的時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)中，狀態(tài)圖是一種重要的設(shè)計(jì)工具。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)售貨機(jī)的控制電路，使用狀態(tài)圖可以清晰地描述電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換和輸出。以下關(guān)于狀態(tài)圖的作用和繪制方法，哪個(gè)說(shuō)法是正確的（）A.狀態(tài)圖只能表示有限個(gè)狀態(tài)B.狀態(tài)圖不能反映輸出的變化C.繪制狀態(tài)圖不需要考慮輸入條件D.狀態(tài)圖可以幫助設(shè)計(jì)人員直觀理解電路的行為二、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖通信信號(hào)的編碼和解碼。全面分析光纖通信的特點(diǎn)和編碼方式，討論如何通過(guò)數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸。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)無(wú)線通信信號(hào)的解調(diào)。仔細(xì)分析解調(diào)算法和電路實(shí)現(xiàn)，包括載波恢復(fù)、同步檢測(cè)等模塊的邏輯設(shè)計(jì)，研究如何提高解調(diào)性能和抗干擾能力。3、（本題5分）構(gòu)建一個(gè)數(shù)字邏輯電路，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理和通信控制。全面分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和協(xié)議要求，討論如何通過(guò)數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的低功耗運(yùn)行和數(shù)據(jù)可靠傳輸。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)斎氲膬蓚€(gè)8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行按位異或非運(yùn)算，并輸出結(jié)果。深入分析按位異或非運(yùn)算的邏輯，說(shuō)明電路中如何實(shí)現(xiàn)這種特殊的邏輯操作和信號(hào)處理。5、（本題5分）使用移位寄存器和計(jì)數(shù)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)的循環(huán)移位和計(jì)數(shù)功能。分析循環(huán)移位和計(jì)數(shù)的邏輯實(shí)現(xiàn)，以及如何通過(guò)控制信號(hào)靈活地調(diào)整移位方向和計(jì)數(shù)范圍。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的同步電路的時(shí)鐘偏差，以及對(duì)電路的影響和解決方法。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的功耗分析，有哪些工具和方法可以進(jìn)行功耗估算。3、（本題5分）詳細(xì)闡述如何用