安庆师范大学《数字电子技术》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数字电子技术》2021-2022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15个小题，每小题2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、考虑一个数字系统，需要对输入的模拟信号进行数字化处理。在这个过程中，首先需要进行采样和量化。如果要提高数字化的精度，以下哪种措施是关键的？（）A.增加采样频率B.提高量化的位数C.优化采样保持电路D.以上措施都对提高精度有同等重要的作用2、在数字逻辑中，逻辑表达式的化简对于电路的优化至关重要。以下关于逻辑表达式化简方法的描述，错误的是（）A.可以使用公式法和图形法相结合来化简复杂的逻辑表达式B.化简后的逻辑表达式功能一定与原始表达式相同C.逻辑表达式的化简程度越高，电路的成本越低D.任何逻辑表达式都可以化简到最简形式3、数字系统的设计需要遵循一定的步骤和方法。假设我们正在设计一个简单的数字系统。以下关于数字系统设计的描述，哪一项是不准确的？（）A.首先需要明确系统的功能和性能要求，制定详细的设计方案B.然后进行模块划分和逻辑设计，使用硬件描述语言（HDL）进行描述C.设计完成后需要进行仿真验证，确保系统的功能正确无误D.数字系统的设计不需要考虑成本和可维护性，只要功能实现即可4、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5、在数字逻辑的教学和学习中，实验环节是非常重要的。以下关于数字逻辑实验的描述，正确的是（）A.数字逻辑实验可以帮助学生更好地理解理论知识，提高动手能力B.实验中只需要按照实验指导书的步骤进行操作，不需要思考和创新C.数字逻辑实验的结果一定是准确无误的，不会出现任何问题D.数字逻辑实验设备的先进程度决定了实验教学的质量和效果6、一个4位的并行加法器，若采用先行进位方式，其运算速度比串行进位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.无法比较7、加法器是数字逻辑中用于执行加法运算的电路。半加器和全加器是加法器的基本组成单元。以下关于半加器和全加器的描述，正确的是（）A.半加器不考虑来自低位的进位，而全加器考虑B.半加器和全加器的输出结果相同，只是输入有所不同C.多个半加器可以直接级联构成多位加法器，无需使用全加器D.全加器的逻辑功能比半加器复杂，所以在实际应用中很少使用8、D触发器是一种常见的触发器，其特点是在时钟脉冲作用下，输出跟随输入变化。对于D触发器，以下描述错误的是（）A.D触发器可以由JK触发器转换而来B.D触发器的逻辑功能比JK触发器简单C.D触发器常用于数据的锁存和同步D.D触发器的输出状态在每个时钟脉冲到来时都一定会翻转9、在数字逻辑电路中，同步时序电路和异步时序电路有明显的区别。以下关于它们的描述，不正确的是（）A.同步时序电路使用统一的时钟信号来控制状态转换B.异步时序电路的状态转换不受统一时钟的控制C.同步时序电路的稳定性比异步时序电路好D.异步时序电路的设计比同步时序电路简单10、在数字逻辑中，对于一个复杂的时序逻辑电路，需要判断其是否能够正常工作并且满足设计要求。以下哪种方法是最有效的验证手段？（）A.功能仿真，通过软件模拟电路行为B.硬件测试，实际搭建电路进行测试C.理论分析，根据逻辑关系推断D.依靠经验判断，不进行具体测试11、在数字逻辑的逻辑函数化简中，假设给定一个复杂的逻辑函数，需要使用卡诺图进行化简。以下哪种情况可能会导致卡诺图化简的难度增加？（）A.变量数量较多B.无关项较多C.逻辑函数的表达式复杂D.以上情况都可能12、在数字电路的设计中，卡诺图是一种用于化简逻辑函数的工具。以下关于卡诺图化简的描述，错误的是（）A.卡诺图中的相邻方格可以合并，以消去变量B.卡诺图化简可以得到最简与或表达式C.卡诺图只适用于变量较少的逻辑函数化简D.卡诺图化简的结果一定是唯一的13、在数字电路中，触发器的状态转换由输入信号和时钟信号共同决定。假设我们正在研究触发器的工作特性。以下关于触发器的描述，哪一项是不准确的？（）A.D触发器在时钟上升沿或下降沿时，将输入数据存储到输出端B.JK触发器具有置0、置1、保持和翻转四种功能C.T触发器在时钟信号作用下，每来一个脉冲，输出状态翻转一次D.触发器的输出状态只取决于当前的输入信号，与之前的状态无关14、数字逻辑是计算机科学与技术的重要基础，它涉及到数字电路的设计和分析。在数字逻辑中，逻辑门是基本的组成单元。与门、或门、非门等是常见的逻辑门。考虑一个由两个输入信号A和B组成的逻辑电路，输出信号为Y。当A=1，B=0时，对于一个与非门，输出Y的值为：（）A.0B.1C.不确定D.取决于电路的其他部分15、数字逻辑中的计数器可以按照不同的进制和计数方式进行计数。一个模12的可逆计数器，当控制信号为加法计数时，从0开始计数，经过多次时钟脉冲后，计数器的值会变成多少？（）A.11B.12C.不确定D.根据计数器的类型判断二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释在数字系统中什么是时钟抖动和时钟偏斜，它们对电路性能的影响。2、（本题5分）深入解释在编码器的编码格式转换中，如二进制到格雷码的转换方法和应用。3、（本题5分）详细说明在多路选择器的信号切换时间优化中，采取的技术和效果。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用数字逻辑实现一个简单的图像压缩电路，例如基于行程编码的压缩。深入分析图像数据的特点和压缩算法的逻辑实现，解释压缩效果的评估指标和改进方法。2、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，将BCD码转换为七段数码管显示编码。详细阐述转换的规则和逻辑过程，通过真值表和逻辑表达式进行分析，并画出逻辑电路图。分析该转换在数字显示系统中的应用和显示效果的优化。3、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现一个8位的加法器/减法器，通过一个控制信号选择执行加法或减法运算。深入探讨加法和减法运算在电路中的实现差异，以及控制信号如何切换运算模式。分析电路在不同运算模式下的性能和可能出现的问题。4、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字图像缩放电路，能够对图像进行放大或缩小处理。详细阐述图像缩放的算法和逻辑实现，分析图像质量的保持和优化方法。5、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个6位的数值比较器，能够判断两个输入数的相等、大于、小于关系，并输出相应的标志位。详细描述比较器的逻辑功能和实现方法，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。思考该比较器在数据排序和决策系统中的优化和应用。四、设计题（本大题共3个小题，共30分