安徽理工大学《数字逻辑基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数字逻辑基础》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30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、对于一个PLA器件，其与门阵列和或门阵列的可编程性分别体现在哪里？（）A.连接方式B.输入信号C.输出信号D.以上都不是2、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))'3、JK触发器是一种功能较为强大的触发器，具有置0、置1、保持和翻转的功能。以下关于JK触发器的描述，错误的是（）A.JK触发器的逻辑功能可以通过输入J和K的不同组合来实现B.JK触发器在时钟脉冲的作用下，根据J和K的输入进行状态转换C.JK触发器可以由D触发器和其他逻辑门组合而成D.JK触发器的功能相对复杂，在实际应用中不如D触发器方便4、在数字系统中，能够对输入的二进制代码进行解码并驱动显示器件的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据选择器D.数值比较器5、在数字图像处理中，数字逻辑可以用于图像的增强、压缩等操作。以下关于数字图像处理中数字逻辑的描述，错误的是（）A.可以使用数字逻辑电路对图像的像素值进行运算，实现图像增强B.图像压缩算法可以通过数字逻辑电路来实现，提高压缩效率C.数字逻辑在数字图像处理中的应用效果不如传统的图像处理方法D.数字逻辑的高速处理能力有助于实时处理图像数据6、对于一个4位的二进制加法计数器，从0000开始计数，经过10个时钟脉冲后，计数器的状态为？（）A.1010B.1001C.1011D.11007、已知一个逻辑函数F=A⊕B⊕C，若A=1，B=0，C=1，则F的值为？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对8、数字逻辑中的加法器是重要的运算单元。假设要设计一个4位二进制加法器，使用全加器来实现。在考虑进位传递时，以下哪种方法能够有效地减少电路的延迟和复杂度？（）A.串行进位B.并行进位C.分组进位D.不考虑进位，直接相加9、在组合逻辑电路设计中，要实现一个两输入异或逻辑功能，如果用与非门和或非门来实现，最少需要几个门？（）A.3B.4C.5D.610、在数字逻辑中，若要将一个8位二进制数扩大4倍，可采用的方法是：（）A.左移2位B.右移2位C.乘以4D.除以411、对于一个由与非门组成的基本逻辑电路，已知输入信号A=1，B=0，C=1，那么经过逻辑运算后的输出结果是多少？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对12、在数字逻辑的发展过程中，集成电路技术的进步起到了重要的推动作用。以下关于集成电路技术对数字逻辑的影响，错误的是（）A.集成电路技术使得数字逻辑电路的集成度不断提高，体积越来越小B.随着集成电路工艺的发展，数字电路的性能不断提升，功耗不断降低C.集成电路技术的进步使得数字逻辑的设计和制造变得更加复杂和昂贵D.先进的集成电路技术为数字逻辑的创新应用提供了更多的可能性13、考虑数字逻辑中的数据选择器，假设一个系统需要从8个输入数据中根据3位选择信号选择一个输出。以下哪种数据选择器能够满足这个需求？（）A.4选1数据选择器B.8选1数据选择器C.16选1数据选择器D.32选1数据选择器14、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.1000015、在数字逻辑的编码器和译码器综合应用中，假设一个系统需要将输入的4位二进制编码转换为7段数码管的显示信号。以下哪种方案能够实现这个功能，并且具有较好的可扩展性？（）A.使用专用的编码译码芯片B.用逻辑门搭建电路C.基于可编程逻辑器件实现D.以上方案均可16、在数字逻辑电路中，对于一个由与非门组成的基本RS触发器，当输入R=0，S=0时，触发器的输出状态将保持不变，那么以下哪种情况可能导致输出状态的不确定？（）A.输入同时变为R=1，S=1B.输入变为R=1，S=0C.输入变为R=0，S=1D.以上都不是17、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18、数字逻辑中的格雷码具有相邻编码值只有一位变化的特点。假设从二进制编码000转换为格雷码，转换后的结果是什么？（）A.000B.001C.100D.01019、组合逻辑电路的输出仅仅取决于当前的输入，不存在记忆功能。以下关于组合逻辑电路的描述，错误的是（）A.加法器、编码器、译码器等都属于组合逻辑电路B.组合逻辑电路可以用逻辑表达式、真值表、逻辑电路图等多种方式来描述C.由于没有记忆功能，组合逻辑电路的输出在输入不变的情况下不会发生改变D.组合逻辑电路的设计过程中，不需要考虑电路的时序问题20、对于一个同步时序逻辑电路，若时钟周期为20ns，在一个时钟周期内，电路完成了一次状态转换和输出更新，那么该电路的工作频率是多少？（）A.50MHzB.20MHzC.5MHzD.2MHz21、在数字逻辑电路中，计数器是一种常见的时序逻辑电路。一个4位二进制计数器，能够计数的最大十进制数是多少？（）A.15B.16C.不确定D.根据计数器的类型判断22、考虑数字电路中的比较器，假设需要比较两个8位二进制数的大小。以下哪种比较器结构在速度和复杂度上能够取得较好的平衡？（）A.串行比较器B.并行比较器C.分级比较器D.以上比较器均可23、考虑一个数字系统中的数据选择器，它需要根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出。假设有4个输入数据和2位的控制信号，以下哪种数据选择器能够实现这个功能？（）A.4选1数据选择器B.8选1数据选择器C.16选1数据选择器D.无法通过现有的数据选择器实现，需要自行设计24、对于一个同步时序逻辑电路，若状态方程和驱动方程已知，能否确定其输出方程？（）A.能B.不能C.不确定D.以上都有可能25、在一个由边沿D触发器组成的计数器中，若要实现模6计数，至少需要几个触发器？（）A.2个B.3个C.4个D.6个26、在数字电路中，竞争冒险现象可能会导致输出出现错误。假设我们正在分析一个存在竞争冒险的电路。以下关于竞争冒险的描述，哪一项是不正确的？（）A.竞争冒险产生的原因是由于信号在逻辑门电路中的传输延迟不同B.可以通过增加冗余项、接入滤波电容等方法消除竞争冒险C.竞争冒险只会在组合逻辑电路中出现，时序逻辑电路中不会出现D.只要逻辑电路的设计合理，就一定不会出现竞争冒险现象27、在数字逻辑中，已知一个JK触发器的J=1，K=0，在时钟脉冲的上升沿到来时，触发器的输出状态会如何变化？（）A.置1B.置0C.保持不变D.翻转28、在一个数字系统中，使用编码器将8个输入信号编码为3位二进制代码，若同时有两个输入信号有效，会出现什么情况？（）A.输出错误代码B.随机输出一个有效代码C.输出优先级高的输入信号的编码D.以上都不对29、在数字逻辑中，加法器是基本的运算电路。假设我们正在研究加法器的实现。以下关于加法器的描述，哪一项是不正确的？（）A.半加器可以实现两个一位二进制数的加法，不考虑进位输入B.全加器可以实现两个一位二进制数的加法，并考虑进位输入C.多位加法器可以通过级联多个全加器来实现D.加法器的运算速度与位数无关，只取决于所用的逻辑门的速度30、若一个计数器的计数容量为100，采用二进制编码，则至少需要多少位触发器？（）A.5位B.6位C.7位D.8位二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）给定一个数字通信系统中的调制解调模块，如ASK、FSK、PSK调制解调。分析调制解调的原理和算法，设计相应的数字电路实现调制和解调功能。探讨如何根据通信信道的特性选择合适的调制解调方式。2、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个3位的可逆计数器，能够进行加计数和减计数，并具有异步清零和同步加载功能。详细描述各功能的实现方式，通过逻辑表达式和时序图进行分析，并画出逻辑电路图。思考该计数器在计数控制和数据处理中的灵活性和应用。3、（本题5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性和稳定性。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现对输入的音频信号进行频谱分析。分析频谱分析的基本原理和方法，如快速傅里叶变换（FFT），以及如何在数字电路中实现频谱计算和显示，为音频处理提供依据。5、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个5位的乘法器，能够将两个5位二进制数相乘。详细描述乘法运算的算法和逻辑实现，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。思考该乘法器在高性能计算和数字信号处理中的资源需求和优化方法。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明在计数器的模值可变设计中，如何通过外部控制信号动态改变计数器的模值。2、（本题5分）阐述数字逻辑中只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）的刷新机制和存储单元的可靠性，分析其对系统性能的影响。3、（本题5分）深入解释在数字电路的可靠性设计中，如何考虑噪声、干扰和温度等因素对电路性能的影响。4、（本题5分）