北京舞蹈學院《數(shù)字邏輯電路及》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《數(shù)字邏輯電路及》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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、時序邏輯電路與組合邏輯電路不同，它具有記憶功能，能夠存儲過去的輸入信息。以下關(guān)于時序邏輯電路的描述，錯誤的是（）A.觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本存儲單元，常見的有D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等B.時序邏輯電路的輸出不僅取決于當前的輸入，還與電路的過去狀態(tài)有關(guān)C.時序邏輯電路可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、狀態(tài)表等方式進行描述D.時序邏輯電路的設計比組合邏輯電路簡單，不需要考慮復雜的時序關(guān)系2、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.半加器不考慮進位輸入，全加器考慮進位輸入B.半加器的運算速度快，全加器的運算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒有區(qū)別3、對于一個由與門和或門組成的組合邏輯電路，若輸入信號發(fā)生變化，輸出信號的變化是否存在延遲？（）A.是B.否C.不確定D.取決于電路結(jié)構(gòu)4、在組合邏輯電路設計中，若要實現(xiàn)兩個兩位二進制數(shù)相加，并產(chǎn)生進位輸出，以下哪種邏輯門組合是最合適的？（）A.與門和或門B.異或門和與門C.或門和非門D.同或門和或門5、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要生成一個固定頻率和占空比的方波信號。如果要求精度較高，以下哪種電路或器件最適合用于實現(xiàn)這個功能？（）A.555定時器B.石英晶體振蕩器C.施密特觸發(fā)器D.以上器件都無法滿足要求6、計數(shù)器不僅可以進行加法計數(shù)，還可以進行減法計數(shù)或者可逆計數(shù)。在一個可逆計數(shù)器中，可以通過控制信號來決定計數(shù)的方向。當控制信號為1時進行加法計數(shù)，為0時進行減法計數(shù)。假設初始值為5，控制信號先為1計數(shù)3次，再為0計數(shù)2次，計數(shù)器的最終值為：（）A.6B.7C.8D.97、在數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當前的輸入。以下關(guān)于組合邏輯電路特點的描述中，錯誤的是（）A.不包含記憶元件B.輸出與電路過去的狀態(tài)無關(guān)C.可以實現(xiàn)復雜的邏輯功能，如加法器和編碼器D.其輸出會隨著輸入的變化而立即變化，沒有延遲8、在數(shù)字邏輯中，異步復位和同步復位是兩種常見的復位方式。假設一個時序電路，在復位信號有效的情況下，以下哪種復位方式能夠更可靠地將電路狀態(tài)初始化？（）A.異步復位B.同步復位C.兩者效果相同D.取決于具體電路9、考慮到一個數(shù)字通信系統(tǒng)中的糾錯編碼，假設采用了卷積碼進行糾錯。卷積碼通過在編碼過程中引入冗余信息來提高糾錯能力。以下關(guān)于卷積碼的描述，哪個是正確的？（）A.編碼和解碼過程簡單B.糾錯能力有限C.適用于短數(shù)據(jù)塊D.是一種分組碼10、假設在一個智能家電控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)用戶的設定和環(huán)境條件來自動控制各種設備的運行狀態(tài)。例如，根據(jù)室內(nèi)溫度自動調(diào)節(jié)空調(diào)的制冷或制熱，根據(jù)光線強度自動控制燈光的亮度。為了實現(xiàn)這種智能控制邏輯，以下哪種數(shù)字邏輯器件能夠提供靈活且可靠的解決方案？（）A.可編程邏輯控制器（PLC）B.復雜可編程邏輯器件（CPLD）C.現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）D.專用集成電路（ASIC）11、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)中的編碼器，它需要將8個輸入信號編碼為3位的二進制代碼輸出。以下哪種編碼器能夠滿足這個要求，并且具有較高的編碼效率？（）A.普通編碼器，任何時刻只允許一個輸入有效B.優(yōu)先編碼器，允許同時多個輸入，但優(yōu)先編碼優(yōu)先級高的C.二進制編碼器，直接將輸入轉(zhuǎn)換為二進制D.十進制編碼器，將十進制輸入編碼為二進制12、加法器是數(shù)字電路中進行加法運算的重要部件。在半加器和全加器中，以下說法不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進位，而全加器需要考慮B.多個半加器可以組合成一個全加器C.全加器的進位輸出只與當前的輸入有關(guān)，與之前的運算結(jié)果無關(guān)D.半加器和全加器都可以用邏輯門實現(xiàn)13、已知一個邏輯函數(shù)的表達式為F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，則F的值為？（）A.0B.1C.不確定D.以上都不對14、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過數(shù)字邏輯電路來完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲和傳輸離不開數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路15、在數(shù)字邏輯中，要用VHDL語言描述一個4位的計數(shù)器，以下哪種結(jié)構(gòu)是合適的？（）A.進程結(jié)構(gòu)B.函數(shù)結(jié)構(gòu)C.結(jié)構(gòu)體D.以上都可以16、在數(shù)字系統(tǒng)中，總線是用于傳輸數(shù)據(jù)和控制信號的公共通道。關(guān)于總線的特點和類型，以下說法不正確的是（）A.總線可以分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線B.總線的帶寬決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣菴.并行總線比串行總線的數(shù)據(jù)傳輸速度快D.總線上的設備可以同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)17、對于一個用ROM實現(xiàn)的邏輯函數(shù)，若要改變其功能，需要進行什么操作？（）A.重新編程B.更換芯片C.調(diào)整輸入D.以上都不是18、在數(shù)字邏輯電路的競爭冒險現(xiàn)象中，當輸入信號發(fā)生變化時，可能會導致輸出出現(xiàn)短暫的錯誤脈沖。假設一個邏輯電路存在競爭冒險，以下哪種方法可以有效地消除這種現(xiàn)象（）A.增加冗余項B.減少邏輯門的數(shù)量C.改變輸入信號的頻率D.以上方法都不能消除競爭冒險19、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)多個控制信號選擇不同的輸入數(shù)據(jù)。一個16選1數(shù)據(jù)選擇器，需要多少個控制信號？（）A.4個B.5個C.不確定D.根據(jù)數(shù)據(jù)選擇器的類型判斷20、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。以下關(guān)于移位寄存器的移位方式，錯誤的是（）A.左移時，數(shù)據(jù)依次向左移動，最高位丟失B.右移時，數(shù)據(jù)依次向右移動，最低位丟失C.循環(huán)左移時，最高位移動到最低位D.移位寄存器只能進行單向移位，不能同時進行左移和右移21、對于一個由與非門組成的基本邏輯電路，若輸入為A=1，B=0，則輸出為：（）A.1B.0C.不確定D.取決于其他輸入22、若要對一個8位的二進制數(shù)進行奇偶校驗，當其中1的個數(shù)為奇數(shù)時輸出1，則校驗位的邏輯表達式應為：（）A.校驗位=異或（所有位）B.校驗位=與（所有位）C.校驗位=或（所有位）D.校驗位=非（所有位）23、在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將數(shù)字信號進行編碼以提高傳輸效率和可靠性。格雷碼是一種常見的編碼方式，其特點是相鄰的兩個編碼之間只有一位發(fā)生變化。從二進制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，結(jié)果為：（）A.000B.001C.010D.01124、在數(shù)字邏輯中，若要設計一個能判斷兩個4位二進制數(shù)是否相等的電路，最少需要使用幾個異或門？（）A.4個B.8個C.12個D.16個25、對于一個16進制計數(shù)器，要實現(xiàn)從0計數(shù)到F，需要多少個時鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.32二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的移位模式控制和靈活的數(shù)據(jù)處理方式，舉例說明在數(shù)據(jù)變換中的應用。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的碼制，常見的碼制有哪些，如BCD碼、格雷碼等。3、（本題5分）詳細說明在譯碼器的復雜邏輯功能實現(xiàn)中，如何通過組合多個譯碼器完成特定任務。4、（本題5分）詳細闡述在數(shù)字邏輯運算中，與、或、非、異或等基本邏輯運算的真值表和邏輯表達式。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個能將格雷碼轉(zhuǎn)換為二進制碼的轉(zhuǎn)換電路，用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖和真值表。2、（本題5分）使用計數(shù)器和移位寄存器設計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)隨機移位和存儲的電路，畫出邏輯圖和操作模式。3、（本題5分）利用加法器和移位寄存器設計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)左移并相加的電路，畫出邏輯圖和操作步驟。4、（本題5分）利用譯碼器和觸發(fā)器設計一個能實現(xiàn)彩燈循環(huán)閃爍控制的電路，畫出邏輯圖和閃爍模式。5、（本題5分）設計一個組合邏輯電路，判斷一個18位二進制數(shù)是否滿足特定的數(shù)列條件。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個5位的數(shù)值比較器，能夠判斷兩個輸入數(shù)的大小關(guān)系，并輸出相應的標志位。詳細描述比較器的邏輯功能和實現(xiàn)方法，通過真值表和邏輯表達式進行驗證，并畫出邏輯電路圖。思考該比較器在排序算法和數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)化和擴展。2、（本題10分）在一個數(shù)字電路系統(tǒng)中，有兩個輸入信號A和B，