安徽大学《数字电子技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页安徽大学

《数字电子技术》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、若要将一个8位的并行数据转换为串行数据输出，至少需要几个移位寄存器？（）A.1B.8C.16D.以上都不对2、对于一个12位的逐次逼近型A/D转换器，完成一次转换所需的时钟脉冲个数大约为：（）A.12个B.24个C.48个D.不确定3、考虑一个数字系统，需要对输入的数字信号进行编码压缩，以减少存储空间和传输带宽。以下哪种编码压缩方法在数据重复性较高的情况下效果较好？（）A.哈夫曼编码B.算术编码C.行程编码D.以上编码方法的效果相同，与数据特点无关4、在数字逻辑中，若要实现将输入的4位二进制数扩大两倍的功能，以下哪种电路设计是可行的？（）A.在原数左边添加两个0B.将原数左移一位C.将原数与自身相加D.对原数进行取反操作5、在数字逻辑的逻辑函数化简中，假设一个逻辑函数表达式较为复杂。以下哪种化简方法可以在保证逻辑功能不变的前提下，最大程度地减少逻辑门的数量（）A.公式法B.卡诺图法C.奎因-麦克拉斯基法D.以上方法效果相同6、考虑数字逻辑中的代码转换，假设需要将BCD码转换为二进制码。以下哪种方法在硬件实现上较为简单？（）A.直接转换B.通过中间码转换C.使用译码器转换D.以上方法复杂度相似7、对于一个同步计数器，在时钟脉冲的上升沿，如果计数器处于最大状态，下一个时钟脉冲到来时计数器将：（）A.保持不变B.复位C.重新计数D.不确定8、已知一个10位的A/D转换器，输入模拟电压范围为0-5V，若输入电压为2.5V，转换后的数字量大约是多少？（）A.512B.256C.1024D.以上都不对9、对于数字电路中的加法运算，假设要实现两个8位有符号二进制数的加法，并且需要考虑溢出的情况。以下哪种方法最适合检测溢出？（）A.检查最高位的进位B.比较和与操作数的符号C.使用专门的溢出检测电路D.以上方法结合使用10、在数字系统中，总线是用于传输数据和信息的重要通道。以下关于总线特点的描述中，错误的是（）A.可以连接多个设备B.总线的数据传输是并行的C.总线上的数据传输需要遵循特定的协议D.同一时刻只能有一个设备向总线发送数据11、已知一个计数器的计数时钟频率为20MHz，要计满1000个数，大约需要多长时间？（）A.50μsB.50msC.500μsD.500ms12、在数字逻辑中，编码器和译码器有着不同的功能。假设我们正在使用编码器和译码器。以下关于编码器和译码器的描述，哪一项是不正确的？（）A.编码器将多个输入信号编码为较少位的输出信号B.译码器将输入的二进制代码转换为对应的输出信号C.优先编码器在多个输入同时有效时，只对优先级高的输入进行编码D.编码器和译码器的输入和输出位数是固定不变的，不能根据需求进行调整13、在数字逻辑中，奇偶校验码常用于检测数据传输中的错误。以下关于奇偶校验码的描述中，错误的是（）A.奇偶校验码可以检测出奇数位错误B.奇校验码中1的个数为奇数，偶校验码中1的个数为偶数C.奇偶校验码不能纠正错误，只能检测错误D.奇偶校验码增加的校验位越多，检测错误的能力越强14、已知一个数字系统的时钟频率为100MHz，则其时钟周期为：（）A.10nsB.100nsC.1μsD.10μs15、假设要设计一个数字电路来实现一个加法/减法器，能够根据控制信号选择进行加法或减法操作。以下哪种设计思路可能是最合理的？（）A.使用一个加法器和一个减法器，通过控制信号选择输出B.在加法器的基础上，通过改变输入的符号实现减法操作C.重新设计一个能够同时实现加法和减法的专用电路D.以上思路都不合理16、在数字系统中，有限状态机（FSM）是一种重要的设计方法。假设我们正在设计一个基于FSM的系统。以下关于有限状态机的描述，哪一项是不准确的？（）A.有限状态机由状态、输入、输出和状态转移函数组成B.摩尔型有限状态机的输出只取决于当前状态，米利型有限状态机的输出取决于当前状态和输入C.可以使用状态图和状态表来描述有限状态机的行为D.有限状态机的状态数量是固定的，不能根据实际需求动态增加或减少17、对于数字逻辑中的可编程逻辑器件（PLD），假设需要实现一个复杂的数字逻辑功能。以下哪种PLD类型在灵活性和集成度方面具有优势？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA18、或门是另一种常见的逻辑门，其逻辑功能为只要有一个输入为高电平，输出就为高电平。关于或门的特点，以下说法不正确的是（）A.或门的逻辑表达式为Y=A+BB.或门可以用于实现多个条件中只要满足一个就执行的逻辑C.或门的输出电平与输入电平的变化是同步的，没有延迟D.或门在组合逻辑电路中起着重要的作用，常用于数据选择和控制信号生成19、假设正在研究数字电路中的信号完整性问题，即信号在传输过程中可能出现的失真、延迟和噪声等。以下哪种措施可以有效地改善信号完整性？（）A.优化布线，减少信号反射B.增加信号驱动能力C.使用屏蔽线减少干扰D.以上措施都可以改善信号完整性20、对于一个3位的二进制减法计数器，从初始状态111开始计数，经过5个时钟脉冲后，计数器的状态为：（）A.101B.100C.011D.010二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中计数器的多相位时钟设计和应用，分析其在同步系统中的作用和优势。2、（本题5分）深入解释在数字逻辑电路的热设计中，如何考虑芯片的散热问题以保证正常工作温度。3、（本题5分）深入解释在数字逻辑中，编码器和译码器的工作原理和功能，它们在信息处理中的重要性体现在哪里。4、（本题5分）详细说明在译码器的多输出控制设计中，如何协调多个输出信号的逻辑关系。5、（本题5分）深入解释在数字逻辑电路的电源噪声抑制中，常用的滤波电路和去耦电容的作用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用D触发器设计一个异步时序逻辑电路，实现一个6位扭环形计数器，画出状态转换图和电路。2、（本题5分）利用计数器和数据选择器设计一个能产生递增或递减数字序列的电路，画出逻辑图和控制方式。3、（本题5分）用JK触发器和逻辑门设计一个能实现状态跳转的电路，根据输入条件跳转到特定状态，画出状态图。4、（本题5分）用VerilogHDL描述一个能实现数据移位和存储功能的模块，具有多种移位模式和存储方式。5、（本题5分）设计一个能对输入的七位格雷码进行二进制转换的电路，画出逻辑图和转换过程。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数字电路，能够检测一个16位二进制数中是否存在连续的3个0。详细分析检测的逻辑思路，包括如何逐位扫描数据和判断连续的0序列。考虑如何优化电路以提高检测速度和降低资源占用。2、（本题10分）利用数字逻辑设计一个数字调制解调器电路，例如ASK、