安徽大学《数字电路与逻辑设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页安徽大学

《数字电路与逻辑设计》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、数字逻辑中的移位寄存器可以实现数据的存储和移位操作。假设一个8位的串行输入并行输出移位寄存器，在时钟脉冲的作用下，依次输入数据10110101。当完成输入后，并行输出的数据是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.011010112、考虑一个由与非门组成的基本RS触发器，当R=0，S=1时，触发器的输出状态为：（）A.置0B.置1C.保持不变D.不确定3、已知一个数字系统的输入为8位二进制数，若要对其进行奇偶校验并产生校验位，以下哪种方式能够在硬件实现上更节省资源？（）A.使用组合逻辑电路B.使用时序逻辑电路C.使用计数器D.使用移位寄存器4、在数字逻辑中，若要将一个4位的二进制数扩展为8位，应该在高位补多少？（）A.0B.1C.原数的最高位D.随机值5、在数字电路中，使用比较器比较两个16位有符号数的大小时，若发生溢出，比较结果是否准确？（）A.准确B.不准确C.有时准确D.以上都不对6、在数字逻辑中，竞争和冒险现象可能会导致电路输出出现错误。以下关于竞争和冒险的描述，不正确的是（）A.竞争是由于信号通过不同路径到达同一门的输入端存在时间差引起的B.冒险是竞争导致的输出端出现不应有的尖峰脉冲C.增加冗余项可以完全消除竞争和冒险现象D.采用滤波电容可以减少冒险现象的影响7、在数字逻辑电路中，触发器的状态转换取决于输入信号和时钟脉冲。JK触发器是一种功能较为强大的触发器。对于一个JK触发器，当J=1，K=0，在时钟脉冲的作用下，其输出状态将：（）A.置0B.置1C.保持不变D.翻转8、在逻辑函数化简中，使用卡诺图化简法时，若相邻的最小项可以合并，那么合并后消去的变量是：（）A.相同的变量B.不同的变量C.任意变量D.取决于具体情况9、在数字逻辑中，奇偶发生器和奇偶校验器用于处理数据的奇偶性。假设我们正在使用奇偶发生器和校验器。以下关于奇偶发生器和校验器的描述，哪一项是不正确的？（）A.奇偶发生器根据输入数据生成相应的奇偶位，使整个数据的奇偶性符合要求B.奇偶校验器检查输入数据的奇偶性是否正确，如果不正确则输出错误信号C.奇偶发生器和校验器可以使用逻辑门电路实现D.奇偶发生器和校验器在任何情况下都能保证数据传输的绝对正确性，不会出现误判10、在数字逻辑中，逻辑运算包括与、或、非、异或等。关于逻辑运算的性质，以下描述错误的是（）A.与运算中，只有当所有输入都为1时，输出才为1B.或运算中，只要有一个输入为1，输出就为1C.非运算将输入的逻辑值取反D.异或运算中，当两个输入相同时，输出为1；不同时，输出为011、对于一个由多个计数器级联组成的大计数器，其计数范围是各个计数器计数范围的什么？（）A.乘积B.和C.差D.以上都不对12、在数字电路的分析和设计中，建立真值表是重要的步骤之一。以下关于真值表作用的描述中，错误的是（）A.可以直观地反映输入和输出之间的逻辑关系B.有助于化简逻辑函数C.是设计数字电路的唯一依据D.可以验证逻辑电路的功能是否正确13、对于一个由多个逻辑门组成的复杂数字电路，若要分析其输出与输入之间的逻辑关系，以下哪种方法最为有效？（）A.直接观察电路连接B.进行逻辑表达式推导C.绘制真值表D.以上方法结合使用14、组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入。假设我们正在设计一个组合逻辑电路。以下关于组合逻辑电路的描述，哪一项是不准确的？（）A.加法器、编码器、译码器等都是常见的组合逻辑电路B.组合逻辑电路可能会产生竞争冒险现象，导致输出出现短暂的错误脉冲C.可以使用卡诺图来化简组合逻辑电路的逻辑表达式，以减少门电路的数量D.组合逻辑电路中不存在反馈回路，其输出不会影响输入15、在数字逻辑设计中，如何判断一个数字逻辑电路是否存在静态冒险？如果存在静态冒险，如何消除？（）A.通过分析逻辑表达式或卡诺图判断是否存在静态冒险，可以通过增加冗余项消除静态冒险B.通过观察电路的输入输出波形判断是否存在静态冒险，可以通过改变电路的结构消除静态冒险C.不确定D.静态冒险很难判断和消除16、在数字系统中，存储器是用于存储数据和程序的重要部件。关于只读存储器（ROM），以下说法错误的是（）A.ROM中的数据在断电后不会丢失B.PROM是一种可编程的ROM，但只能编程一次C.EPROM可以多次擦除和编程，使用紫外线进行擦除D.ROM的存储容量通常比随机存储器（RAM）大17、假设要设计一个数字电路来实现一个有限状态机，描述一个按特定顺序执行的操作流程。在设计过程中，需要确定状态的数量和转换条件。以下哪种方法可能有助于清晰地设计状态机？（）A.画出状态转换图，直观表示状态之间的转换关系和条件B.直接编写逻辑表达式，通过计算确定状态转换C.先构建硬件电路，然后根据实际运行情况调整状态D.随机设定状态和转换条件，通过试验找到合适的设计18、在数字逻辑电路的接口设计中，假设需要将一个数字逻辑电路与外部模拟设备进行连接。为了实现数字信号与模拟信号的转换，需要使用专门的接口电路。以下哪种接口电路在这种情况下是常用的？（）A.数模转换器（DAC）B.模数转换器（ADC）C.电平转换器D.以上都是19、在数字逻辑中，数值比较器用于比较两个数字的大小。以下关于数值比较器功能的描述中，不正确的是（）A.可以比较两个多位二进制数的大小B.输出包括大于、小于和等于三种情况C.比较器的位数决定了能够比较的数字的范围D.数值比较器只能比较同进制的数字20、已知一个8位的D/A转换器，输入数字量为10000000，参考电压为5V，那么输出的模拟电压大约是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V21、在数字逻辑中，移位寄存器不仅可以存储数据，还可以实现数据的移位操作。以下关于移位寄存器的移位方式，错误的是（）A.左移时，数据依次向左移动，最高位丢失B.右移时，数据依次向右移动，最低位丢失C.循环左移时，最高位移动到最低位D.移位寄存器只能进行单向移位，不能同时进行左移和右移22、在数字逻辑中，竞争冒险是一种可能出现的现象，会导致电路输出出现不正确的尖峰脉冲。以下关于竞争冒险的描述，错误的是（）A.竞争冒险通常发生在组合逻辑电路中，由于信号传输延迟不一致导致B.可以通过增加冗余项、引入选通脉冲等方法消除竞争冒险C.竞争冒险只会影响电路的输出信号，不会对整个系统的功能造成严重影响D.所有的数字逻辑电路都存在竞争冒险现象，无法完全避免23、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）如CPLD和FPGA为数字系统的设计提供了很大的灵活性。CPLD采用的是基于乘积项的结构，而FPGA采用的是基于查找表的结构。以下关于CPLD和FPGA的比较，正确的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的编程灵活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低24、对于一个由多个触发器组成的同步时序电路，若其中一个触发器出现故障，会对整个电路的工作产生怎样的影响？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.输出错误结果D.以上都有可能25、在数字逻辑中，硬件描述语言（HDL）用于描述数字电路的行为和结构。假设我们正在使用HDL进行电路设计。以下关于HDL的描述，哪一项是不正确的？（）A.VHDL和Verilog是两种常见的硬件描述语言，它们具有相似的语法和功能B.使用HDL可以在不同的EDA工具中进行综合、仿真和实现C.HDL描述的数字电路可以直接映射到实际的硬件电路，无需任何修改D.硬件描述语言可以提高数字电路设计的效率和可维护性二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）深入解释在数字电路的静电放电测试中，测试的等级和对电路的影响。2、（本题5分）解释在数字系统中什么是数字信号的编码效率，以及如何提高编码效率。3、（本题5分）深入解释在数字电路的静电防护电路设计中，常见的防护结构和工作原理。4、（本题5分）详细阐述在数字电路的老化测试中，测试的条件和对电路可靠性的评估。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用JK触发器设计一个能实现状态跳转并记忆的电路，画出状态图和逻辑图。2、（本题5分）使用计数器和移位寄存器设计一个能实现数据随机移位和存储的电路，画出逻辑图和操作模式。3、（本题5分）设计一个能对输入的6位二进制数进行排序（从小到大）的逻辑电路，给出设计思路和逻辑表达式。4、（本题5分）利用译码器和比较器设计一个能根据输入数字控制多个设备不同状态的电路，画出逻辑图和控制策略。5、（本题5分）利用D触发器设计一个异步3位二进制减法计数器，给出状态转换图和逻辑电路图。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）有一个数字电路，使用T触发器实现计数功能。分析T触发器的工作模式和触发条件，给出计数器的逻辑表达式和状态转换图。讨论T触发器与其他触发器在计数应用中的特点和差异。2、（