安徽理工大学《数字逻辑基础》2019-2020学年第一学期期末试卷

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《数字逻辑基础》2019-2020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、在数字逻辑中，若要将两个8位二进制数相减，并产生借位输出，以下哪种组合逻辑门较为合适？（）A.异或门和与门B.同或门和或门C.与非门和或非门D.减法器和与门2、数字逻辑中的计数器可以按照不同的方式进行计数，如加法计数、减法计数等。一个可逆计数器可以实现加法和减法计数，需要哪些额外的控制信号？（）A.需要一个控制信号来选择加法或减法计数B.需要两个控制信号来分别控制加法和减法计数C.不确定D.可逆计数器不需要额外的控制信号3、数字逻辑中，组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，那么在一个由多个逻辑门组成的组合逻辑电路中，如何判断其功能是否正确？（）A.通过输入不同的组合，观察输出是否符合预期B.检查逻辑门的类型是否正确C.不确定D.根据电路的复杂程度判断4、假设要设计一个数字电路，用于检测一个8位二进制数中1的个数是否大于4。以下哪种逻辑设计思路是最直接有效的？（）A.依次检查每一位，统计1的个数并与4比较B.将8位数据分成两组，分别统计1的个数，然后比较总和与4的大小C.使用特定的编码方式转换数据，然后进行判断D.以上方法都过于复杂，无法实现该功能5、在数字逻辑中，若要将一个格雷码转换为二进制码，以下哪种方法是正确的？（）A.直接转换B.通过中间编码转换C.无法直接转换D.以上都不对6、假设要对一个数字信号进行编码，以提高其抗干扰能力和传输效率。以下哪种编码方式在这方面表现较为出色？（）A.不归零编码（NRZ）B.曼彻斯特编码C.差分曼彻斯特编码D.以上编码方式的抗干扰能力和传输效率相同7、在数字电路的组合逻辑优化中，假设一个电路的逻辑表达式较为复杂。以下哪种工具或方法能够最有效地帮助进行优化？（）A.手工推导B.逻辑综合软件C.硬件描述语言D.以上方法结合使用8、在数字系统中，需要将十进制数转换为二进制数进行处理。如果要将十进制数25转换为二进制，以下哪种方法是正确的？（）A.11001B.10100C.11010D.100119、若一个逻辑函数的最简与或表达式为F=A+B'C，则其对偶式为？（）A.F'=(A'+B)C'B.F'=A'(B+C')C.F'=(A'+B')CD.F'=A(B'+C)10、在数字逻辑的加法器设计中，超前进位加法器相比串行进位加法器具有更快的速度。假设要对两个8位二进制数进行快速加法运算，以下关于超前进位加法器的优势和工作原理，哪个描述是正确的（）A.减少了进位传播的时间B.增加了电路的复杂度C.不需要考虑进位输入D.以上描述都不准确11、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12、考虑到一个高速数据传输系统，需要对传输的数据进行编码以提高抗干扰能力和纠错能力。假设采用了一种基于特定逻辑运算的编码方式，在接收端需要相应的解码电路来恢复原始数据。以下哪种编码解码方案在高速数据传输中能够提供较好的性能和纠错能力？（）A.海明码B.格雷码C.BCD码D.余3码13、在数字逻辑设计中，若要实现逻辑函数F=AB+AC，最简的与非-与非表达式为：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'14、在数字电路中，若要对一个8位二进制数进行取反操作，可使用：（）A.与门B.或门C.非门D.异或门15、对于一个16进制计数器，要实现从0计数到F，需要多少个时钟脉冲？（）A.15B.16C.31D.3216、对于一个同步时序逻辑电路，若时钟脉冲的频率为100MHz，那么其状态更新的周期是多少纳秒？（）A.10B.100C.1000D.1000017、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18、考虑一个数字系统，其中的时序逻辑电路出现了不稳定的输出。经过检查，发现是由于时钟信号的抖动导致的。为了减少时钟抖动的影响，以下哪种方法是可行的？（）A.使用更稳定的时钟源B.增加时钟的缓冲级数C.对时钟信号进行滤波处理D.以上方法都可以有效地减少时钟抖动的影响19、在数字逻辑的设计过程中，化简逻辑函数是一个重要的步骤。以下关于逻辑函数化简的方法，错误的是（）A.可以使用卡诺图来化简逻辑函数，直观且方便B.公式法化简逻辑函数需要熟练掌握逻辑代数的基本公式和定理C.化简后的逻辑函数一定是最简形式，不能再进行进一步的优化D.不同的化简方法可能得到相同的最简逻辑函数表达式20、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）阐述数字逻辑中格雷码的特点和优势，以及在哪些情况下格雷码比二进制码更适合使用。2、（本题5分）说明在数字逻辑中如何进行逻辑函数的最小项和最大项的转换。3、（本题5分）在数字电路设计中，解释如何进行数字逻辑电路的热分析和散热设计，以确保电路在工作时的温度稳定。4、（本题5分）详细说明数字逻辑中计数器的扩展方法，包括级联和并行扩展，并分析其对计数范围和性能的影响。5、（本题5分）详细说明在多路选择器的低电压工作设计中，需要解决的问题和方法。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字电路，能够对输入的23位二进制数进行加密，加密规则为每个位与下一位进行异或操作，输出加密后的23位二进制数，给出逻辑表达式和电路连接。2、（本题5分）利用JK触发器设计一个能实现移位寄存功能的电路，可实现左移、右移和并行输入，画出逻辑图和状态转换图。3、（本题5分）使用D触发器和编码器设计一个能实现数据编码和存储功能的电路，画出逻辑图和说明工作过程。4、（本题5分）设计一个能判断输入的9位二进制数是否能被5整除且其数字之和为偶数的逻辑电路，列出真值表和逻辑表达式。5、（本题5分）设计一个自动售货机的控制电路，根据投入的货币和选择的商品输出相应的控制信号，画出逻辑图和状态转换图。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）给定一个数字通信系统中的同步模块，用于实现发送端和接收端的时钟同步和数据同步。分析同步的方法和原理，如位同步、帧同步等。设计相应的数字电路实现同步功能，探讨如何在复杂的通信环境中保证同步的准确