廈門工學(xué)院《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(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頁廈門工學(xué)院

《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、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、數(shù)字邏輯中的計數(shù)器可以按照不同的方式進(jìn)行計數(shù)，如加法計數(shù)、減法計數(shù)等。一個可逆計數(shù)器可以實現(xiàn)加法和減法計數(shù)，需要哪些額外的控制信號？（）A.需要一個控制信號來選擇加法或減法計數(shù)B.需要兩個控制信號來分別控制加法和減法計數(shù)C.不確定D.可逆計數(shù)器不需要額外的控制信號2、譯碼器是編碼器的逆過程，它將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號。以下關(guān)于譯碼器的說法，不正確的是（）A.譯碼器可以將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為多個輸出信號，每個輸出信號對應(yīng)一個編碼值B.二進(jìn)制譯碼器的輸入編碼位數(shù)和輸出信號數(shù)量之間存在固定的關(guān)系C.譯碼器在數(shù)字電路中常用于地址譯碼和數(shù)據(jù)選擇D.譯碼器的輸出信號總是相互獨(dú)立，不會存在相互影響的情況3、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要使用PLA（可編程邏輯陣列）實現(xiàn)一個特定的邏輯功能，首先需要進(jìn)行什么操作？（）A.編程B.布線C.繪制邏輯圖D.以上都不是4、在數(shù)字邏輯電路的測試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時監(jiān)測多個信號，并以圖形的方式顯示信號的變化。邏輯分析儀的主要優(yōu)點(diǎn)包括：（）A.只能處理低速信號B.不能存儲大量的數(shù)據(jù)C.能夠快速準(zhǔn)確地捕捉和分析信號D.價格昂貴，不適合一般應(yīng)用5、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，若要實現(xiàn)一個能檢測輸入的4位二進(jìn)制數(shù)中是否有奇數(shù)個1的電路，最少需要使用幾個異或門？（）A.1B.2C.3D.46、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)輸入R=0，S=0時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將保持不變，那么以下哪種情況可能導(dǎo)致輸出狀態(tài)的不確定？（）A.輸入同時變?yōu)镽=1，S=1B.輸入變?yōu)镽=1，S=0C.輸入變?yōu)镽=0，S=1D.以上都不是7、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯也發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用，正確的是（）A.數(shù)字邏輯用于信號的編碼和解碼、調(diào)制和解調(diào)B.數(shù)字通信系統(tǒng)中的差錯控制編碼與數(shù)字邏輯無關(guān)C.數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用主要集中在硬件層面，軟件層面的作用較小D.隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的重要性逐漸降低8、考慮數(shù)字邏輯中的編碼器，假設(shè)需要將8個輸入信號編碼為3位二進(jìn)制輸出。以下關(guān)于編碼器的特點(diǎn)和工作原理，哪個描述是正確的（）A.編碼器在任何時刻只能有一個輸入有效B.編碼器的輸出總是固定的，與輸入無關(guān)C.編碼器可以同時有多個輸入有效，輸出為這些輸入的平均值D.編碼器的輸入和輸出之間沒有明確的邏輯關(guān)系9、對于一個由或非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)R=1，S=0時，觸發(fā)器的狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.不確定D.保持不變10、對于一個用VHDL描述的數(shù)字邏輯電路，以下哪種數(shù)據(jù)類型通常用于表示二進(jìn)制數(shù)？（）A.integerB.std_logic_vectorC.bitD.boolean11、在數(shù)字邏輯電路的化簡過程中，假設(shè)給定一個復(fù)雜的布爾表達(dá)式，需要通過邏輯定律和方法將其化簡為最簡形式?；喌哪康氖菧p少邏輯門的數(shù)量，提高電路的性能和成本效益。以下哪種化簡方法在處理復(fù)雜表達(dá)式時通常最為高效？（）A.卡諾圖法B.公式法C.真值表法D.圖形法12、在數(shù)字邏輯中，數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的組件。假如有一個4選1的數(shù)據(jù)選擇器，有4個輸入數(shù)據(jù)和2位選擇控制信號。那么，這個數(shù)據(jù)選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)的邏輯功能相當(dāng)于哪種基本邏輯門？（）A.與門B.或門C.與非門D.無法等效為常見的基本邏輯門13、在數(shù)字電路的測試中，故障診斷是一項重要的任務(wù)。以下關(guān)于數(shù)字電路故障診斷的方法，不正確的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號來判斷是否存在故障B.可以使用邏輯分析儀來檢測電路中的信號C.對電路進(jìn)行仿真可以預(yù)測可能出現(xiàn)的故障D.故障診斷只能在電路制作完成后進(jìn)行，無法在設(shè)計階段進(jìn)行14、考慮一個數(shù)字電路中的加法器，已知其輸入為兩個8位的二進(jìn)制數(shù)A和B，以及一個進(jìn)位輸入C_in。如果要計算A+B+C_in的和，并輸出結(jié)果S和進(jìn)位輸出C_out，以下哪種方法可以最有效地實現(xiàn)？（）A.使用多個全加器級聯(lián)B.構(gòu)建一個大型的加法運(yùn)算電路C.利用軟件算法進(jìn)行計算，不使用硬件電路D.以上方法的效果相同，可以隨意選擇15、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)，其反函數(shù)為？（）A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'16、數(shù)字邏輯是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它涉及到數(shù)字電路的設(shè)計和分析。在數(shù)字邏輯中，邏輯門是基本的組成單元。與門、或門、非門等是常見的邏輯門?？紤]一個由兩個輸入信號A和B組成的邏輯電路，輸出信號為Y。當(dāng)A=1，B=0時，對于一個與非門，輸出Y的值為：（）A.0B.1C.不確定D.取決于電路的其他部分17、用3線-8線譯碼器和與非門實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B'C+ABC'，需要幾片譯碼器？（）A.1B.2C.3D.418、在一個數(shù)字電路中，使用了多個觸發(fā)器來存儲數(shù)據(jù)。關(guān)于觸發(fā)器的工作特性，以下哪種描述是準(zhǔn)確的？（）A.D觸發(fā)器在時鐘上升沿時根據(jù)輸入值改變狀態(tài)B.JK觸發(fā)器在輸入J=K=1時，會保持原狀態(tài)C.T觸發(fā)器只有在輸入為1時才改變狀態(tài)D.以上觸發(fā)器的描述都不準(zhǔn)確19、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將輸入的信號轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出。以下關(guān)于編碼器的描述，錯誤的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時，可能會產(chǎn)生錯誤的輸出B.優(yōu)先編碼器會對輸入的優(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輸入信號編碼為二進(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20、在數(shù)字邏輯中，計數(shù)器的設(shè)計可以采用不同的方法。假設(shè)我們正在設(shè)計一個計數(shù)器。以下關(guān)于計數(shù)器設(shè)計方法的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用觸發(fā)器和邏輯門直接搭建計數(shù)器電路B.可以利用現(xiàn)成的計數(shù)器芯片進(jìn)行級聯(lián)擴(kuò)展C.可以使用可編程邏輯器件（PLD）或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）來實現(xiàn)計數(shù)器D.無論采用哪種設(shè)計方法，計數(shù)器的性能和功能都是完全相同的21、寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲數(shù)據(jù)的部件。以下關(guān)于寄存器的描述，錯誤的是（）A.寄存器可以由D觸發(fā)器或其他存儲元件構(gòu)成B.寄存器能夠在時鐘信號的控制下存儲和更新數(shù)據(jù)C.移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作D.寄存器的存儲容量是固定的，不能根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展22、若要實現(xiàn)一個將8421BCD碼轉(zhuǎn)換為余3碼的電路，應(yīng)采用？（）A.編碼器B.譯碼器C.加法器D.數(shù)值比較器23、在數(shù)字邏輯電路中，邏輯門是基本的組成單元。與門、或門和非門是三種常見的基本邏輯門。以下關(guān)于這三種邏輯門的功能描述，不正確的是（）A.與門的輸出只有在所有輸入都為1時才為1B.或門的輸出只要有一個輸入為1就為1C.非門的輸出總是與輸入相反D.這三種邏輯門不能組合成其他更復(fù)雜的邏輯門24、譯碼器是編碼器的逆過程，它將編碼輸入轉(zhuǎn)換為特定的輸出信號。對于譯碼器，以下敘述錯誤的是（）A.譯碼器可以將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)B.譯碼器的輸出通常是低電平有效，即輸出為低電平時表示有效C.譯碼器可以用于驅(qū)動數(shù)碼管顯示數(shù)字D.譯碼器的輸入位數(shù)決定了其輸出信號的數(shù)量25、在數(shù)字邏輯中，已知一個JK觸發(fā)器的J=1，K=0，在時鐘脈沖的上升沿到來時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)會如何變化？（）A.置1B.置0C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的毛刺，它是如何產(chǎn)生的，以及對電路的影響。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的可靠性設(shè)計中的成本效益分析方法和應(yīng)用。3、（本題5分）解釋什么是鎖存器，它與觸發(fā)器有什么區(qū)別和聯(lián)系，以及在實際中的應(yīng)用。4、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯中的奇偶校驗電路的設(shè)計原理和在數(shù)據(jù)傳輸中的作用。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用加法器和譯碼器設(shè)計一個能實現(xiàn)兩個三位格雷碼相加并譯碼輸出的電路，畫出邏輯圖和運(yùn)算過程。2、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠判斷輸入的8位二進(jìn)制數(shù)是否為對稱數(shù)（如10101010），輸出結(jié)果為1表示是，0表示否，畫出邏輯電路圖。3、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，對輸入的14位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行按位取反操作，輸出結(jié)果為14位二進(jìn)制數(shù)，給出邏輯表達(dá)式和電路圖。4、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進(jìn)行兩個512位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。5、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)據(jù)選擇器，根據(jù)16個控制信號從65536個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個簡單的數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對兩個4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加