北京理工大学珠海学院《数字电子技术》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023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、数字逻辑中的移位寄存器可以实现数据的存储和移位操作。假设一个8位的串行输入并行输出移位寄存器，在时钟脉冲的作用下，依次输入数据10110101。当完成输入后，并行输出的数据是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.011010112、数字逻辑中的译码器可以将输入的二进制代码转换为特定的输出信号。一个3线-8线译码器，当输入为特定的二进制代码时，有几个输出为高电平？（）A.一个B.两个C.不确定D.根据具体情况判断3、假设要设计一个数字电路，用于实现一个高速的加法器，并且对面积和功耗有一定的限制。在这种情况下，以下哪种加法器结构是最合适的选择？（）A.ripplecarryadder（行波进位加法器）B.carrylookaheadadder（超前进位加法器）C.carryselectadder（进位选择加法器）D.以上加法器结构都不满足要求，需要新的设计方法4、已知一个逻辑函数的表达式为F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，则F的值为？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对5、译码器是编码器的逆过程，它将编码输入转换为特定的输出信号。对于译码器，以下叙述错误的是（）A.译码器可以将二进制编码转换为对应的十进制数B.译码器的输出通常是低电平有效，即输出为低电平时表示有效C.译码器可以用于驱动数码管显示数字D.译码器的输入位数决定了其输出信号的数量6、在数字音频处理中，数字逻辑也有一定的应用。以下关于数字音频处理中数字逻辑的描述，错误的是（）A.音频的采样、量化和编码可以通过数字逻辑电路来完成B.数字滤波器可以用于音频信号的滤波处理，改善音质C.数字音频的存储和传输离不开数字逻辑的支持D.数字逻辑在数字音频处理中的作用不大，主要依靠模拟电路7、在数字电路中，使用译码器和与门实现逻辑函数，若译码器的输出有高电平也有低电平，那么最终的输出由什么决定？（）A.与门的输入B.译码器的输入C.与门的输出D.以上都不对8、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9、在数字电路中，施密特触发器具有回差特性。关于施密特触发器的应用，以下说法不正确的是（）A.施密特触发器可以用于波形整形B.施密特触发器可以用于脉冲鉴幅C.施密特触发器可以用于消除干扰信号D.施密特触发器只能用于数字电路，不能用于模拟电路10、想象一个数字系统中，需要实现一个数据缓冲器，能够暂时存储输入的数据。以下哪种器件可能是最适合的？（）A.锁存器，能够在特定条件下保持数据B.寄存器，具有更稳定的存储和控制功能C.计数器，主要用于计数操作，不适合作为缓冲器D.译码器，用于将编码转换为特定的输出11、在数字逻辑中，若要将一个8位的二进制数转换为格雷码，以下哪种方法是正确的？（）A.依次对每一位进行转换B.整体进行逻辑运算C.通过计数器实现D.无法直接转换12、在数字逻辑的加法器设计中，半加器和全加器是基础组件。假设要构建一个能对两个4位二进制数进行加法运算的电路，以下关于半加器和全加器的使用，哪个是正确的（）A.只需要使用半加器B.只需要使用全加器C.先使用半加器，再使用全加器D.以上方法都不正确13、在数字逻辑中，有限状态机（FSM）是一种用于描述时序逻辑行为的模型。以下关于有限状态机的描述中，正确的是（）A.由状态、输入、输出和状态转换组成B.可以用状态图和状态表来描述C.能够实现复杂的控制逻辑D.以上都是14、考虑到一个数字信号的传输和接收系统，需要对信号进行编码以提高传输效率和抗干扰能力。假设采用了曼彻斯特编码方式，在接收端需要相应的解码电路来恢复原始数据。以下关于曼彻斯特编码的特点，哪个描述是正确的？（）A.每个时钟周期都有跳变B.编码效率高C.无自同步能力D.抗干扰能力差15、已知一个数字系统采用8位二进制补码表示整数，那么其能表示的数值范围是多少？（）A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到25516、已知一个编码器有8个输入信号，需要对其进行编码，则输出的二进制代码至少需要几位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位17、若一个PLA的与阵列有8个输入变量，或阵列有4个输出函数，则PLA的规模约为：（）A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^418、考虑一个同步时序逻辑电路，其时钟频率为100MHz，若要实现一个周期为10μs的信号，需要多少个时钟周期？（）A.1000B.100C.10D.119、逻辑函数的化简方法有多种。假设我们正在尝试化简一个复杂的逻辑函数。以下关于逻辑函数化简的描述，哪一项是不准确的？（）A.公式法化简逻辑函数需要熟练掌握布尔代数的定律和规则B.卡诺图化简法直观形象，适用于变量较少的逻辑函数化简C.无论使用哪种化简方法，得到的最简逻辑表达式都是唯一的D.逻辑函数的化简可以降低电路成本，提高电路的可靠性和稳定性20、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，结果为？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'21、在数字逻辑的未来发展趋势中，以下关于人工智能与数字逻辑的融合的描述，不正确的是（）A.数字逻辑将在人工智能的硬件实现中发挥重要作用B.人工智能的发展将推动数字逻辑技术的创新C.数字逻辑的发展将完全依赖于人工智能的需求D.两者的融合将为计算领域带来新的突破和应用22、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23、考虑一个数字电路中的锁存器，它能够在特定条件下存储数据。以下哪种情况下锁存器可能会丢失存储的数据？（）A.电源故障B.控制信号异常C.长时间未刷新D.以上情况都可能导致数据丢失24、在数字逻辑的教学中，实验环节对于学生理解和掌握知识非常重要。以下关于数字逻辑实验的描述，错误的是（）A.实验可以帮助学生验证理论知识，提高动手能力B.数字逻辑实验通常包括硬件实验和软件仿真实验C.在实验中，学生可以自由修改实验设备和参数，无需遵循任何规则D.实验报告的撰写有助于学生总结实验结果，发现问题并提出改进方案25、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最简与或表达式为？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'26、对于一个异步时序逻辑电路，若输入信号同时发生变化，可能会导致？（）A.状态不确定B.输出错误C.电路损坏D.以上都有可能27、在数字逻辑设计中，需要将逻辑表达式化简以减少逻辑门的数量。假设一个逻辑表达式为F=AB+AC+BC，以下哪种化简方法能够得到最简形式？（）A.运用布尔代数定律B.卡诺图法C.公式推导法D.以上方法都可以28、当研究数字逻辑中的锁存器时，假设一个锁存器在输入信号消失后仍然保持其输出状态。以下关于锁存器的特点和应用场景，哪个说法是正确的（）A.常用于临时存储数据B.不能用于数据的同步C.输出状态只能由时钟信号改变D.以上说法都不正确29、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30、在数字逻辑电路中，信号的传输会存在延迟，这会对电路的性能产生影响。以下关于信号传输延迟的描述，不正确的是（）A.信号传输延迟包括门延迟和布线延迟B.门延迟是由于逻辑门的内部结构导致的，通常是固定的C.布线延迟与电路的布局和连线长度有关，可以通过优化布线来减小D.信号传输延迟对数字电路的影响可以忽略不计，不需要在设计中考虑二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用比较器和逻辑门设计一个数字电路，能够实现对两个二进制数的大小比较，并输出比较结果。分析比较器的工作原理和逻辑表达式的推导，以及如何优化比较电路的速度和面积。2、（本题5分）用数字逻辑实现一个简单的数字信号合成电路，例如正弦波、方波等信号的生成。深入分析信号合成的算法和逻辑实现，解释如何调整信号的频率、幅度和相位等参数。3、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于实现对多个数字信号的编码压缩。仔细分析压缩算法和编码方式，解释如何减少数据量并保持信息的完整性，探讨在数据存储和传输中的应用优势。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现一个16位的桶形移位器，能够进行任意位的逻辑移位和算术移位。深入分析移位器的工作逻辑和控制方式，说明电路中如何实现不同类型的移位操作和结果输出。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够对输入的8位二进制数进行位扩展，将其扩展为16位或32位。仔细分析位扩展的规则和逻辑，说明电路中如何实现高位的填充和数据的扩展。考虑如何根据不同的扩展需求灵活调整电路。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中数据选择器和数据分配器的时钟同步和异步操作的特点和应用场景，举例说明其选择依据。2、（本题5分）深入解释在多路分配器的扩展和组合应用中，如何实现更复杂的数据分配功能。3、（本题5分）详细阐述如何用逻辑门实现一个比