石家莊工程職業(yè)學(xué)院《數(shù)字化設(shè)計》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

站名：站名：年級專業(yè)：姓名：學(xué)號：凡年級專業(yè)、姓名、學(xué)號錯寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁石家莊工程職業(yè)學(xué)院《數(shù)字化設(shè)計》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、在數(shù)字邏輯中，對于一個時序邏輯電路，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖是分析和設(shè)計的重要工具。假設(shè)給定一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，以下哪種方法可以最準(zhǔn)確地判斷該電路的功能是否正確？（）A.對照輸入輸出關(guān)系表進(jìn)行檢查B.進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計算C.通過硬件實現(xiàn)并實際測試D.憑借經(jīng)驗和直覺判斷2、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機（FSM）是一種用于描述時序邏輯行為的模型。以下關(guān)于有限狀態(tài)機的描述中，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)表來描述C.能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯D.以上都是3、對于一個異步時序邏輯電路，與同步時序邏輯電路相比，其主要特點是？（）A.狀態(tài)轉(zhuǎn)換與時鐘脈沖同步B.狀態(tài)轉(zhuǎn)換不受時鐘脈沖控制C.電路結(jié)構(gòu)更簡單D.以上都不是4、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器可以存儲一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)。一個T觸發(fā)器，在時鐘上升沿到來時，根據(jù)輸入T的值確定輸出。如果T=1，時鐘上升沿到來后，輸出會怎樣變化？（）A.輸出會翻轉(zhuǎn)B.輸出會保持不變C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷5、對于一個JK觸發(fā)器，當(dāng)J=0，K=1時，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)6、數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器是常用的組合邏輯電路。以下關(guān)于它們的描述，錯誤的是（）A.數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)選擇控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出B.數(shù)據(jù)分配器將輸入數(shù)據(jù)按照指定的方式分配到多個輸出端C.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的功能可以相互轉(zhuǎn)換，通過改變輸入和輸出的連接方式D.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器在實際應(yīng)用中很少使用，對數(shù)字電路的設(shè)計影響不大7、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個計數(shù)器，能夠從0計數(shù)到15并循環(huán)。以下哪種計數(shù)器類型可能是最合適的？（）A.異步計數(shù)器，結(jié)構(gòu)簡單但速度較慢，可能存在計數(shù)誤差B.同步計數(shù)器，速度快，計數(shù)準(zhǔn)確，但電路復(fù)雜C.可逆計數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)正反向計數(shù)，但控制邏輯復(fù)雜D.以上計數(shù)器類型都可以，效果相同8、考慮數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器的類型，JK觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器。假設(shè)JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為高電平，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器的狀態(tài)會如何變化（）A.翻轉(zhuǎn)B.保持不變C.置0D.置19、在數(shù)字系統(tǒng)中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是常見的操作。以下關(guān)于數(shù)制轉(zhuǎn)換的描述，不正確的是（）A.可以通過除基取余法將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制B.二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制時，每三位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一位八進(jìn)制數(shù)C.十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制可以通過位權(quán)相加法D.不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換總是精確無誤的10、已知一個JK觸發(fā)器的J和K輸入端都為1，在時鐘脈沖的下降沿，觸發(fā)器的狀態(tài)會怎樣變化？（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持不變11、在數(shù)字電路的故障診斷中，假設(shè)一個電路出現(xiàn)了錯誤輸出，但輸入信號正常。以下哪種方法最常用于定位故障所在？（）A.邏輯分析儀檢測B.替換可疑元件C.對比正常電路和故障電路D.以上方法結(jié)合使用12、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)選擇器，它需要根據(jù)控制信號從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。假設(shè)有4個輸入數(shù)據(jù)和2位的控制信號，以下哪種數(shù)據(jù)選擇器能夠?qū)崿F(xiàn)這個功能？（）A.4選1數(shù)據(jù)選擇器B.8選1數(shù)據(jù)選擇器C.16選1數(shù)據(jù)選擇器D.無法通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)，需要自行設(shè)計13、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14、假設(shè)要實現(xiàn)一個數(shù)字電路，能夠?qū)⑤斎氲?位二進(jìn)制數(shù)乘以2。在不使用乘法器芯片的情況下，以下哪種方法可能是可行的？（）A.將二進(jìn)制數(shù)左移一位，低位補0B.通過加法運算實現(xiàn)乘法，需要多次加法操作C.使用邏輯門構(gòu)建乘法運算電路，復(fù)雜且效率低D.無法通過簡單的邏輯操作實現(xiàn)乘以2的功能15、已知一個JK觸發(fā)器的特性方程為Q*=JQ'+K'Q，當(dāng)J=1，K=1時，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器實現(xiàn)什么功能？（）A.置0B.置1C.翻轉(zhuǎn)D.保持16、D觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器類型，具有簡單的邏輯功能。關(guān)于D觸發(fā)器的工作原理和特點，以下描述錯誤的是（）A.D觸發(fā)器在時鐘脈沖的上升沿或下降沿將輸入數(shù)據(jù)存儲到輸出端B.D觸發(fā)器的輸出只取決于當(dāng)前的輸入數(shù)據(jù)，與之前的狀態(tài)無關(guān)C.D觸發(fā)器可以通過組合邏輯電路來實現(xiàn)D.D觸發(fā)器在數(shù)字電路中的應(yīng)用非常廣泛，但性能不如其他類型的觸發(fā)器17、在數(shù)字邏輯中，編碼器用于將一組輸入信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼輸出。例如，一個8線-3線編碼器，有8個輸入信號，它會將輸入的8個信號編碼為3位二進(jìn)制輸出。如果同時有多個輸入信號有效，以下關(guān)于編碼器輸出的描述，正確的是：（）A.輸出是隨機的B.輸出是無效的C.輸出是多個有效編碼的組合D.輸出是優(yōu)先級最高的輸入信號的編碼18、在數(shù)字系統(tǒng)中，三態(tài)門常用于實現(xiàn)總線的連接。以下關(guān)于三態(tài)門的描述中，不正確的是（）A.三態(tài)門有高電平、低電平和高阻態(tài)三種輸出狀態(tài)B.三態(tài)門可以實現(xiàn)多個設(shè)備共享數(shù)據(jù)總線C.當(dāng)三態(tài)門處于高阻態(tài)時，相當(dāng)于與總線斷開D.三態(tài)門的控制信號決定了其輸出狀態(tài)19、在數(shù)字邏輯電路中，競爭冒險可能會在多個輸入信號同時變化時產(chǎn)生。為了判斷一個邏輯電路是否存在競爭冒險，可以通過觀察邏輯表達(dá)式或者繪制波形圖來進(jìn)行。以下關(guān)于競爭冒險判斷的描述，錯誤的是：（）A.只要邏輯表達(dá)式中存在變量的互補形式，就一定存在競爭冒險B.波形圖中出現(xiàn)尖峰脈沖，說明存在競爭冒險C.增加冗余項可以消除競爭冒險D.競爭冒險不會影響電路的邏輯功能20、對于一個4-16譯碼器，若使能端有效，當(dāng)輸入代碼為1010時，輸出端哪一位為低電平？（）A.Y10B.Y6C.Y14D.Y2二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中隨機存取存儲器（RAM）的讀寫操作過程和控制信號，舉例說明其在數(shù)據(jù)緩存中的應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的輸入輸出接口標(biāo)準(zhǔn)和電平兼容性，分析在不同系統(tǒng)中的連接問題。3、（本題5分）解釋在數(shù)字系統(tǒng)中什么是數(shù)字信號的編碼效率，以及如何提高編碼效率。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用計數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個能產(chǎn)生交替變化數(shù)字序列的電路，畫出邏輯圖和控制方式。2、（本題5分）設(shè)計一個能將5421BCD碼轉(zhuǎn)換為ASCII碼的轉(zhuǎn)換電路，使用邏輯門，畫出邏輯圖和轉(zhuǎn)換步驟。3、（本題5分）用D觸發(fā)器和加法器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)累加和存儲的電路，給出邏輯圖和功能描述。4、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進(jìn)行三個32位二進(jìn)制數(shù)的加法運算，并輸出結(jié)果和進(jìn)位。5、（本題5分）用D觸發(fā)器和比較器設(shè)計一個能實現(xiàn)數(shù)據(jù)比較和移位存儲的電路，給出邏輯圖和功能描述。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）設(shè)計一個組合邏輯電路，用于判斷一個5位二進(jìn)制數(shù)是否為奇