貴州健康職業(yè)學(xué)院《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》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(cuò)寫、漏寫或字跡不清者，成績按零分記?！堋狻€…………第1頁，共1頁貴州健康職業(yè)學(xué)院《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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)字邏輯中，若要判斷一個(gè)二進(jìn)制數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，可以通過檢查其最低位的值。若最低位為1，則該數(shù)為：（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.無法確定D.取決于其他位的值2、數(shù)字邏輯中的CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）由多個(gè)可編程的邏輯塊組成。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯功能，使用CPLD實(shí)現(xiàn)，以下哪個(gè)因素對于資源利用效率影響較大？（）A.邏輯塊的數(shù)量B.邏輯塊之間的連接方式C.輸入輸出引腳的數(shù)量D.以上因素都很重要3、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(shí)，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4、在數(shù)字邏輯中，有限狀態(tài)機(jī)（FSM）是一種重要的模型，用于描述時(shí)序邏輯電路的行為。以下關(guān)于有限狀態(tài)機(jī)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.有限狀態(tài)機(jī)由狀態(tài)、輸入、輸出和狀態(tài)轉(zhuǎn)換組成B.可以使用狀態(tài)圖、狀態(tài)表和硬件描述語言來描述有限狀態(tài)機(jī)C.有限狀態(tài)機(jī)可以分為摩爾型和米利型兩種類型，它們的輸出與輸入的關(guān)系不同D.有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中很少使用5、邏輯函數(shù)的化簡是數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。在化簡邏輯函數(shù)時(shí)，以下方法不常用的是（）A.公式法，運(yùn)用邏輯代數(shù)的基本公式和定律進(jìn)行化簡B.卡諾圖法，通過圖形的方式直觀地化簡邏輯函數(shù)C.真值表法，根據(jù)輸入輸出的真值表來化簡D.試探法，隨機(jī)嘗試不同的組合來找到最簡形式6、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的重要部件。關(guān)于只讀存儲(chǔ)器（ROM），以下說法錯(cuò)誤的是（）A.ROM中的數(shù)據(jù)在斷電后不會(huì)丟失B.PROM是一種可編程的ROM，但只能編程一次C.EPROM可以多次擦除和編程，使用紫外線進(jìn)行擦除D.ROM的存儲(chǔ)容量通常比隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）大7、對于一個(gè)JK觸發(fā)器，當(dāng)J=0，K=1時(shí)，在時(shí)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)8、已知一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率為50MHz，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期為40ns的信號，需要經(jīng)過幾級計(jì)數(shù)器分頻？（）A.2B.3C.4D.59、對于一個(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10、假設(shè)在一個(gè)數(shù)字音頻處理系統(tǒng)中，需要對音頻信號進(jìn)行采樣、量化和編碼。為了保證音頻質(zhì)量和減少量化誤差，需要選擇合適的數(shù)字邏輯電路和算法。以下哪種量化方法在數(shù)字音頻處理中通常能夠提供較好的音質(zhì)？（）A.均勻量化B.非均勻量化C.直接量化D.間接量化11、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個(gè)數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進(jìn)制的數(shù)字12、在數(shù)字電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，以下關(guān)于面積和速度的權(quán)衡的描述，錯(cuò)誤的是（）A.有時(shí)為了提高速度，可能會(huì)增加電路的面積B.減少面積通常會(huì)導(dǎo)致速度的降低C.可以通過巧妙的設(shè)計(jì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)面積的減小和速度的提高D.在任何情況下，都應(yīng)該優(yōu)先考慮面積的減小而不是速度的提高13、在數(shù)字電路的競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象中，假設(shè)一個(gè)組合邏輯電路的輸入發(fā)生變化時(shí)，輸出出現(xiàn)了短暫的不正確脈沖。以下哪種方法最常用于消除這種競爭冒險(xiǎn)？（）A.接入濾波電容B.修改邏輯設(shè)計(jì)C.增加冗余項(xiàng)D.降低電源電壓14、在數(shù)字邏輯中，編碼器和解碼器是常用的組件。假如有一個(gè)8輸入3輸出的編碼器，當(dāng)8個(gè)輸入中有且僅有一個(gè)為1時(shí)，輸出對應(yīng)的3位二進(jìn)制編碼。如果同時(shí)有多個(gè)輸入為1，則輸出為非法編碼。那么，這種編碼器屬于什么類型？（）A.普通編碼器，允許多個(gè)輸入同時(shí)有效B.優(yōu)先編碼器，能夠識(shí)別優(yōu)先級最高的輸入C.二進(jìn)制編碼器，將輸入直接轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制編碼D.十進(jìn)制編碼器，將十進(jìn)制輸入轉(zhuǎn)換為編碼15、數(shù)字邏輯中的格雷碼具有相鄰編碼值只有一位變化的特點(diǎn)。假設(shè)從二進(jìn)制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果是什么？（）A.000B.001C.100D.01016、數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號從多個(gè)輸入數(shù)據(jù)中選擇一個(gè)輸出。假設(shè)一個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，控制信號為S1S0，輸入為D0、D1、D2、D3。當(dāng)S1S0=10時(shí)，輸出應(yīng)該是哪個(gè)輸入數(shù)據(jù)？（）A.D0B.D1C.D2D.D317、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，若要使用PLA（可編程邏輯陣列）實(shí)現(xiàn)一個(gè)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18、當(dāng)研究數(shù)字電路中的存儲(chǔ)單元時(shí)，假設(shè)需要一個(gè)能夠存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)并且可以快速讀取和寫入的存儲(chǔ)設(shè)備。以下哪種存儲(chǔ)器件通常具有較高的存儲(chǔ)容量和較快的讀寫速度？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.FlashMemory19、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯(cuò)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(chǔ)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20、數(shù)字邏輯中的加法器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)的相加。一個(gè)4位二進(jìn)制加法器，當(dāng)兩個(gè)輸入都為最大的4位二進(jìn)制數(shù)時(shí)，輸出結(jié)果會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位嗎？（）A.會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位B.不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位C.不確定D.根據(jù)加法器的類型判斷二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋在數(shù)字邏輯中如何利用有限狀態(tài)機(jī)（FSM）來設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，舉例說明其應(yīng)用。2、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的封裝選擇中，需要考慮的因素有哪些，如散熱性能、引腳數(shù)量等。3、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的編碼壓縮和解壓縮，分析常見的編碼壓縮算法在數(shù)字邏輯中的實(shí)現(xiàn)。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中移位寄存器的左移和右移操作的實(shí)現(xiàn)方式，以及在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)說明數(shù)字邏輯中計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展方法，包括級聯(lián)和并行擴(kuò)展，并分析其對計(jì)數(shù)范圍和性能的影響。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用JK觸發(fā)器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)的電路，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。2、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)一個(gè)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。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將21位二進(jìn)制輸入信號譯碼為2097152個(gè)輸出信號。4、（本題5分）用中規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)模30同步計(jì)數(shù)器（具有清零功能）的電路，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將15位二進(jìn)制輸入信號譯碼為32768個(gè)輸出信號。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）有一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)系統(tǒng)，需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入和讀取操作。設(shè)計(jì)相應(yīng)的地址譯碼電路、存儲(chǔ)單元陣列和讀寫控制電路。分析在讀寫過程中如何保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，以及如何提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問速