常州大学怀德学院《数字电子技术》2022-2023学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页常州大学怀德学院

《数字电子技术》2022-2023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、考虑一个数字系统，其中的控制器需要根据不同的输入条件产生相应的控制信号。如果输入条件较多且复杂，以下哪种控制器的设计方法是最合适的？（）A.硬布线控制器，通过逻辑门直接实现控制逻辑B.微程序控制器，使用存储的微指令来产生控制信号C.随机生成控制信号，根据系统的运行情况进行调整D.以上方法都不适合处理复杂的输入条件2、在数字系统的设计中，需要考虑功耗、速度、面积等多个因素。降低功耗是一个重要的设计目标。以下哪种方法不能有效地降低数字电路的功耗：（）A.降低工作电压B.减少晶体管的数量C.提高时钟频率D.采用低功耗的逻辑门3、在数字电路中，能够实现将输入的高、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.译码器D.数据选择器4、在数字逻辑中，异步复位和同步复位是两种常见的复位方式。假设一个时序电路，在复位信号有效的情况下，以下哪种复位方式能够更可靠地将电路状态初始化？（）A.异步复位B.同步复位C.两者效果相同D.取决于具体电路5、考虑一个数字系统，需要对输入的数字信号进行编码压缩，以减少存储空间和传输带宽。以下哪种编码压缩方法在数据重复性较高的情况下效果较好？（）A.哈夫曼编码B.算术编码C.行程编码D.以上编码方法的效果相同，与数据特点无关6、对于数字逻辑中的奇偶校验码，假设要对一组8位数据进行奇偶校验。以下哪种奇偶校验方式能够检测出奇数个错误？（）A.奇校验B.偶校验C.两种校验方式都可以D.两种校验方式都不行7、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为电路设计提供了更大的灵活性。以下关于PLD的描述，错误的是（）A.PLD可以通过编程来实现不同的逻辑功能B.CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）是常见的PLD类型C.PLD的编程过程复杂，需要专业的硬件知识和工具D.一旦对PLD进行编程，其逻辑功能就不能再更改8、在数字逻辑中，数字系统的可靠性和稳定性是非常重要的。以下关于提高数字系统可靠性的方法，错误的是（）A.采用冗余技术，增加备份部件B.优化电路设计，减少竞争冒险C.提高电源稳定性，减少电源噪声D.为了降低成本，可以使用质量较差的元器件9、在数字系统中，能够根据地址选择信号将输入数据分配到不同输出端的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.数据选择器10、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.511、在数字系统中，若要将一个8位二进制数转换为格雷码，以下关于转换方法的描述，哪一项是正确的？（）A.直接逐位转换B.通过特定的逻辑运算C.无法直接转换D.以上都不正确12、在数字电路中，对于一个上升沿触发的D触发器，当D输入在时钟上升沿到来之前为0，在上升沿时变为1，则触发器的输出Q将：（）A.保持为0B.变为1C.不确定D.先变为1然后回到013、在数字电路中，使用比较器比较两个4位二进制数的大小时，如果两个数相等，输出的比较结果是什么？（）A.00B.01C.10D.1114、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15、考虑一个同步时序逻辑电路，若其状态转换图中存在自循环的状态，这意味着：（）A.电路存在故障B.电路可以保持在该状态C.状态转换不稳定D.无法确定电路的行为16、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17、在数字逻辑的教学中，实验环节对于理解概念至关重要。以下关于数字逻辑实验的描述，错误的是（）A.可以通过实验验证理论知识，加深对数字逻辑的理解B.实验中常用的仪器包括逻辑分析仪和示波器C.数字逻辑实验只需要在软件环境中进行模拟，不需要实际搭建电路D.实验中的错误和问题有助于培养解决实际问题的能力18、在数字逻辑电路的面积优化中，假设给定一个功能需求，需要在满足性能要求的前提下尽量减小芯片面积。可以通过逻辑化简、资源共享和架构优化等方法来实现。以下哪种方法在面积优化中通常能够带来最大的节省？（）A.逻辑门级的优化B.功能模块的复用C.算法层面的改进D.选择更小尺寸的晶体管19、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最简与或表达式为？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'20、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21、在数字逻辑中，有限状态机（FSM）是一种用于描述系统状态和状态转换的模型。Mealy型和Moore型是两种常见的有限状态机类型。Mealy型有限状态机的输出不仅取决于当前状态，还取决于：（）A.上一个状态B.输入信号C.时钟信号D.初始状态22、数字逻辑中的全加器可以实现两个二进制数和一个进位的相加。一个全加器的输入为A=1，B=1，进位C_in=1，那么输出的和S和进位C_out分别是多少？（）A.S=1，C_out=1B.S=0，C_out=1C.不确定D.根据其他因素判断23、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24、在数字逻辑的应用中，计算机的CPU设计是一个重要的领域。以下关于CPU中数字逻辑的描述，错误的是（）A.CPU中的算术逻辑单元（ALU）使用数字逻辑电路来实现各种运算B.控制单元通过数字逻辑电路产生控制信号，协调CPU的工作C.CPU的性能主要取决于数字逻辑电路的速度和复杂度D.CPU的设计与数字逻辑的知识无关，只需要考虑软件的需求25、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26、在数字逻辑的发展过程中，不断有新的技术和方法出现。以下关于数字逻辑发展趋势的描述，错误的是（）A.集成度越来越高，芯片的功能越来越强大B.工作速度不断提高，能够处理更高速的信号C.功耗越来越低，符合节能环保的要求D.发展逐渐停滞，已经没有太多的创新空间27、在数字电路中，能够将输入的特定代码转换为相应的输出信号以控制外部设备的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.控制器28、在数字逻辑的应用中，数字系统的设计通常遵循一定的步骤。以下关于数字系统设计步骤的描述，错误的是（）A.首先进行需求分析，确定系统的功能和性能指标B.然后进行逻辑设计，确定系统的逻辑结构和电路实现C.接着进行电路实现和硬件调试，最后进行系统测试和优化D.在整个设计过程中，不需要考虑成本和可靠性等因素29、译码器则是编码器的逆过程，它将输入的二进制编码转换为对应的输出信号。一个3线-8线译码器，当输入编码为101时，其输出的有效信号为：（）A.第5个输出端B.第6个输出端C.第7个输出端D.第8个输出端30、假设要设计一个数字电路，用于判断一个16位二进制数是否能被4整除。以下哪种逻辑表达式或方法是最简便的？（）A.检查低两位是否为0B.将数除以4，判断余数是否为0C.对每4位进行分组，检查各组的数值D.以上方法都很复杂，无法简便地实现该功能二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个5位的数值比较器，能够判断两个输入数的大小关系，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。思考该比较器在排序算法和数据处理中的优化和扩展。2、（本题5分）给定一个由多个译码器和编码器组成的数字显示系统，分析系统的显示原理和编码方式，计算显示的分辨率和亮度控制。讨论在数字仪表和显示屏设计中如何提高显示效果和降低成本。3、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于将BCD码转换为二进制码。仔细分析转换过程中的算法和逻辑操作，解释电路中各个模块的功能和相互关系，研究不同BCD编码方式对转换电路的影响。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现一个8位的乘法累加器。详细分析乘法累加的运算过程和逻辑，说明电路中如何实现乘法、加法和累加操作。考虑如何提高乘法累加器的运算精度和速度。5、（本题5分）有一个使用T触发器和逻辑门构建的计数器电路，分析计数器的计数模式和溢出处理，给出状态转换图和逻辑表达式。通过具体的计数序列，验证电路的功能和正确性。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述如何用逻辑门实现一个乘法器的华莱士树结构，提高乘法效率。2、（本题5分）详细说明在组合逻辑电路的设计中，如何避免出现逻辑冒险和功能错误。3、（本题5分）解释在数字电路中如何处理数