北京理工大学《数字逻辑》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页北京理工大学《数字逻辑》

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、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2、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3、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4、对于一个同步置数的计数器，在置数信号有效时，计数器的状态会立即变为预置的数值吗？（）A.会B.不会C.取决于时钟信号D.以上都不对5、在数字逻辑中，奇偶校验码可以用于检测数据传输中的错误。奇校验码是指数据中1的个数加上校验位后为奇数，偶校验码则相反。对于一个8位的数据10101100，采用偶校验码时，校验位应为：（）A.0B.1C.无法确定D.取决于传输方式6、在数字电路中，使用加法器实现两个8位有符号数的加法运算，若最高位产生进位，那么这个进位表示什么？（）A.溢出B.正常进位C.错误D.以上都不对7、对于一个用VerilogHDL描述的数字逻辑电路，以下哪种语句通常用于描述组合逻辑？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module8、在数字电路中，能够将输入的高、低电平编码为二进制代码的电路是？（）A.优先编码器B.普通编码器C.七段显示译码器D.以上都不是9、在数字逻辑电路的测试和故障诊断中，逻辑分析仪是一种常用的工具。它可以同时监测多个信号，并以图形的方式显示信号的变化。逻辑分析仪的主要优点包括：（）A.只能处理低速信号B.不能存储大量的数据C.能够快速准确地捕捉和分析信号D.价格昂贵，不适合一般应用10、数字逻辑中的加法器可以分为串行加法器和并行加法器。串行加法器和并行加法器的主要区别是什么？（）A.串行加法器逐位进行加法运算，并行加法器同时对多位进行加法运算B.串行加法器的运算速度快，并行加法器的运算速度慢C.不确定D.串行加法器和并行加法器没有区别11、在数字电路中，下列哪种逻辑门的输出不仅取决于当前的输入，还取决于之前的输出状态？（）A.与门B.或门C.非门D.触发器12、在数字逻辑电路中，假设我们要设计一个加法器来计算两个4位二进制数的和。考虑到速度和复杂度的平衡，以下哪种加法器结构通常是较为理想的选择？（）A.半加器级联B.全加器级联C.并行加法器D.串行加法器13、用2输入与非门实现逻辑函数F=AB+CD，至少需要几个与非门？（）A.2B.3C.4D.514、假设正在设计一个数字电路，用于将一个4位二进制数转换为对应的格雷码。格雷码是一种相邻数值只有一位变化的编码方式。要实现这个转换功能，以下哪种逻辑门的组合是最合适的？（）A.仅使用与门和或门B.仅使用非门和与非门C.使用多种逻辑门，包括与门、或门、非门等的组合D.无法通过逻辑门实现，需要使用特殊的集成电路15、在数字逻辑电路中，数据选择器可以根据控制信号选择不同的输入数据作为输出。一个4选1数据选择器，当控制信号为特定值时，如何确定输出是哪个输入数据？（）A.根据控制信号的二进制值确定输出B.根据输入数据的大小确定输出C.不确定D.根据其他因素判断16、在数字逻辑电路的设计中，需要进行逻辑综合，将高级描述转换为门级电路。逻辑综合工具可以根据约束条件进行优化。以下关于逻辑综合的描述，错误的是：（）A.可以自动完成逻辑化简B.不能考虑时序约束C.可以优化电路的面积和速度D.可以根据不同的工艺库进行映射17、在数字系统的设计中，需要对电路的性能进行评估和优化。性能指标包括延迟、功耗、面积等。为了降低延迟，可以采用流水线技术。以下关于流水线技术的描述，错误的是：（）A.可以提高系统的吞吐量B.会增加系统的硬件复杂度C.每个阶段的处理时间必须相同D.可以减少每个指令的执行时间18、在数字逻辑中，若要实现一个能产生100kHz方波信号的电路，以下哪种集成电路可以考虑使用？（）A.555定时器B.74LS138C.74LS04D.74LS8519、考虑一个数字电路中的乘法器，需要实现两个4位二进制数的乘法运算。以下哪种乘法器的实现方式在速度和面积上可能取得较好的平衡？（）A.基于加法器和移位操作的乘法器B.阵列乘法器，通过硬件阵列实现C.利用软件算法在数字电路中实现乘法D.以上方式在速度和面积上无法平衡20、在数字系统中，需要对一个脉冲信号进行整形和滤波，以得到更清晰稳定的信号。以下哪种电路可以实现这个功能？（）A.施密特触发器，对输入进行整形B.低通滤波器，滤除高频噪声C.积分电路，平滑信号D.以上电路都可以用于信号整形和滤波21、在数字通信系统中，数字逻辑也发挥着重要的作用。以下关于数字通信中数字逻辑的描述，错误的是（）A.数字调制和解调可以通过数字逻辑电路来实现B.纠错编码和解码需要用到数字逻辑的运算C.数字通信中的信号处理和传输都离不开数字逻辑D.数字逻辑在数字通信中的应用非常简单，不需要深入研究22、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23、逻辑门是数字电路的基本单元。与门、或门和非门是三种常见的基本逻辑门。以下关于与门逻辑功能的描述中，不正确的是（）A.只有当所有输入都为1时，输出才为1B.输入中有0，则输出为0C.可以用“乘”运算来表示与门的逻辑D.与门的输出与输入的顺序无关24、数字逻辑中的FPGA（现场可编程门阵列）具有可编程的特性。假设在一个FPGA设计中，需要更改某个逻辑功能，以下哪种方式可以实现？（）A.重新编程B.更换芯片C.调整外部电路D.以上方式都不行25、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，它包含存储元件，能够记住过去的输入信息。常见的时序逻辑电路有触发器、计数器和寄存器等。在一个D触发器中，当时钟脉冲上升沿到来时，如果D输入端的值为1，那么输出Q的值将：（）A.保持不变B.变为0C.变为1D.不确定，取决于之前的状态26、已知逻辑函数F=A'B+AB'，若A=1，B=0，则F的值为？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对27、在一个数字电路中，出现了竞争冒险现象，导致输出出现了不应有的尖峰脉冲。以下哪种方法可能是最有效地消除竞争冒险？（）A.增加冗余项，修改逻辑表达式B.接入滤波电容，消除尖峰脉冲C.选择速度更快的逻辑门D.以上方法结合使用28、在数字系统中，异步复位和同步复位是两种常见的复位方式。假设我们正在设计一个具有复位功能的电路。以下关于异步复位和同步复位的描述，哪一项是不准确的？（）A.异步复位信号不受时钟信号的控制，在复位信号有效时立即将电路复位B.同步复位信号在时钟上升沿或下降沿时，根据复位信号的状态进行复位操作C.异步复位的优点是复位响应速度快，缺点是可能会产生亚稳态D.同步复位比异步复位更可靠，不会出现亚稳态问题，因此应优先使用同步复位29、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30、用3线-8线译码器和与非门实现逻辑函数F=A'B'C+ABC'，需要几片译码器？（）A.1B.2C.3D.4二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个译码器电路，能够将4位二进制输入转换为16个输出信号。全面分析译码器的逻辑功能、内部结构和工作原理，讨论如何通过增加使能控制端来提高译码器的灵活性和实用性。2、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，用于判断一个3位二进制数是否能被3整除。请详细阐述设计思路，使用逻辑表达式和真值表进行分析，并画出相应的逻辑电路图。思考该电路在数字信号处理和编码解码中的应用可能性。3、（本题5分）有一个数字图像处理系统中的边缘检测模块，需要检测图像中物体的边缘。分析边缘检测的算法和原理，如Sobel算子、Canny算子等。设计相应的数字电路实现边缘检测功能，探讨如何优化电路以提高边缘检测的准确性和实时性。4、（本题5分）使用计数器和逻辑门构建一个数字频率计，能够测量输入信号的频率。分析频率测量的原理和电路实现，包括计数时间的选择和精度的计算，以及如何提高频率计的测量范围和分辨率。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现对一个16位二进制数的奇偶校验。深入分析奇偶校验的原理和算法，说明如何在电路中检测数据位中1的个数是奇数还是偶数，并给出相应的输出信号。同时考虑如何优化电路以提高校验效率。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释在数字系统中什么是数字信号的眼图，以及如何通过眼图评估信号质量。2、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言实现一个计数器的异步复位功能。3、（本题5分）深入解释在数字电路的电磁兼容性设计中，采取哪些措施来减少电磁干扰和提高抗