上海震旦職業(yè)學(xué)院《數(shù)字模型設(shè)計(jì)與制作》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁上海震旦職業(yè)學(xué)院

《數(shù)字模型設(shè)計(jì)與制作》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______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2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、在數(shù)字電路中，若要將一個(gè)頻率為100kHz的方波信號(hào)分頻為10kHz的方波信號(hào)，需要幾級分頻電路？（）A.3B.4C.5D.102、數(shù)字邏輯中的加法器是重要的運(yùn)算單元。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，使用全加器來實(shí)現(xiàn)。在考慮進(jìn)位傳遞時(shí)，以下哪種方法能夠有效地減少電路的延遲和復(fù)雜度？（）A.串行進(jìn)位B.并行進(jìn)位C.分組進(jìn)位D.不考慮進(jìn)位，直接相加3、當(dāng)研究數(shù)字電路中的冒險(xiǎn)現(xiàn)象時(shí)，假設(shè)一個(gè)電路在特定輸入組合下產(chǎn)生了毛刺。以下哪種技術(shù)可以有效地消除這些毛刺？（）A.增加冗余項(xiàng)B.使用濾波電容C.改變電路結(jié)構(gòu)D.以上技術(shù)均可4、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。以下關(guān)于編碼器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.普通編碼器在多個(gè)輸入同時(shí)有效時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出B.優(yōu)先編碼器會(huì)對輸入的優(yōu)先級進(jìn)行判斷，優(yōu)先處理優(yōu)先級高的輸入C.二進(jìn)制編碼器可以將多個(gè)輸入信號(hào)編碼為二進(jìn)制代碼輸出D.編碼器的輸入數(shù)量和輸出代碼的位數(shù)是固定不變的，不能根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整5、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為半加器和全加器。半加器和全加器的主要區(qū)別是什么？（）A.半加器不考慮進(jìn)位輸入，全加器考慮進(jìn)位輸入B.半加器的運(yùn)算速度快，全加器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒有區(qū)別6、數(shù)字邏輯中的比較器用于比較兩個(gè)數(shù)字的大小。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)4位比較器，比較兩個(gè)無符號(hào)數(shù)A和B。當(dāng)A=1010，B=1100時(shí)，輸出結(jié)果是什么？（）A.A>BB.A<BC.A=BD.不確定7、在數(shù)字邏輯電路的功耗優(yōu)化中，假設(shè)一個(gè)移動(dòng)設(shè)備中的數(shù)字電路需要降低功耗以延長電池壽命?？梢詮碾娐方Y(jié)構(gòu)、工作電壓和時(shí)鐘管理等多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。以下哪種功耗優(yōu)化策略在移動(dòng)設(shè)備中通常能夠帶來最顯著的效果？（）A.電源門控B.多閾值電壓技術(shù)C.動(dòng)態(tài)時(shí)鐘門控D.以上都是8、考慮一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。在這個(gè)過程中，首先需要進(jìn)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9、在數(shù)字系統(tǒng)中，時(shí)鐘信號(hào)的質(zhì)量對系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。以下關(guān)于時(shí)鐘信號(hào)的描述，不正確的是（）A.時(shí)鐘信號(hào)的頻率決定了系統(tǒng)的工作速度B.時(shí)鐘信號(hào)的占空比會(huì)影響數(shù)字電路的功耗和性能C.時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)和偏移會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路的誤操作D.時(shí)鐘信號(hào)可以由任何一個(gè)邏輯門的輸出提供，不需要專門的時(shí)鐘源10、若一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率為0.01V，滿量程輸出為10V，則其輸入數(shù)字量的位數(shù)至少為：（）A.8位B.10位C.12位D.16位11、對于一個(gè)3位的二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)111開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過5個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.101B.100C.011D.01012、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的有效工具?？ㄖZ圖通過相鄰最小項(xiàng)的合并來實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡。對于一個(gè)具有4個(gè)變量的邏輯函數(shù)，其卡諾圖中相鄰的兩個(gè)最小項(xiàng)可以合并消去：（）A.0個(gè)變量B.1個(gè)變量C.2個(gè)變量D.3個(gè)變量13、已知一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模為16，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)模為8的計(jì)數(shù)器，可以通過？（）A.改變計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘頻率B.對計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆答丆.增加計(jì)數(shù)器的位數(shù)D.以上都不對14、已知一個(gè)邏輯函數(shù)的真值表，用最小項(xiàng)之和的形式表示該函數(shù)，其中最小項(xiàng)的個(gè)數(shù)取決于？（）A.輸入變量的個(gè)數(shù)B.輸出變量的個(gè)數(shù)C.函數(shù)的復(fù)雜程度D.以上都不是15、對于一個(gè)8選1數(shù)據(jù)選擇器，若輸入數(shù)據(jù)為D0-D7，地址選擇線為A2A1A0，當(dāng)A2A1A0=101時(shí)，輸出的數(shù)據(jù)將是：（）A.D1B.D3C.D5D.D7二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的競爭-冒險(xiǎn)現(xiàn)象的邏輯分析法，以及其應(yīng)用步驟。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中加法器和減法器的進(jìn)位傳播延遲分析和優(yōu)化方法，通過實(shí)際電路計(jì)算說明其影響。3、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的格雷碼計(jì)數(shù)器，以及它相比普通計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)。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)字鎖電路，只有輸入正確的密碼才能解鎖。詳細(xì)闡述鎖電路的密碼設(shè)置、輸入驗(yàn)證和解鎖控制邏輯，分析如何增強(qiáng)鎖電路的安全性和可靠性。2、（本題5分）使用比較器和鎖存器設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號(hào)的邊沿檢測和數(shù)據(jù)鎖存。分析邊沿檢測的原理和鎖存器的工作方式，以及如何在電路中準(zhǔn)確地捕捉信號(hào)的上升沿或下降沿，并可靠地鎖存數(shù)據(jù)。3、（本題5分）有一個(gè)數(shù)字顯示系統(tǒng)，需要將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的七段數(shù)碼管顯示編碼。分析七段數(shù)碼管的顯示原理和編碼規(guī)則，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)編碼轉(zhuǎn)換。探討如何處理多位數(shù)字的顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示技術(shù)。4、（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)換的方法和邏輯過程，通過真值表和邏輯表達(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)勢和應(yīng)用場景。5、（本題5分）有一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)中的擾碼和解擾模塊，用于增加數(shù)據(jù)的隨機(jī)性和抗干擾能力。分析擾碼和解擾的算法和原理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)擾碼和解擾功能。探討如何選擇合適的擾碼序列和提高系統(tǒng)的抗干擾性能。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）使用T觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)同步時(shí)序邏輯