常州工学院《数字逻辑与数字系统设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数字逻辑与数字系统设计》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20个小题，每小题2分，共40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、对于一个由或门和与门构成的组合逻辑电路，已知输入A=1，B=0，C=1，输出结果为高电平的条件是什么？（）A.A或BB.A且CC.B或CD.A或C2、在数字逻辑电路中，编码器和译码器可以实现数字信号的编码和解码。一个4线-2线编码器和一个2线-4线译码器连接在一起，当编码器输入为特定值时，译码器的输出会是什么？（）A.译码器的输出会根据编码器的输入产生相应的高电平输出B.译码器的输出会根据编码器的输入产生相应的低电平输出C.不确定D.译码器的输出与编码器的输入无关3、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06、竞争冒险是数字电路中可能出现的一种现象，会导致输出出现不应有的尖峰脉冲。以下关于竞争冒险的描述，错误的是（）A.竞争冒险通常发生在组合逻辑电路中，由于信号传输的延迟不同导致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.竞争冒险不会对数字电路的功能产生实质性的影响，因此可以忽略不计D.在数字电路的设计和分析中，需要考虑竞争冒险的可能性，并采取相应的措施7、若要设计一个能对60进制进行计数的计数器，至少需要多少个触发器？（）A.6B.7C.8D.98、在数字逻辑电路的设计中，使用硬件描述语言（HDL）可以提高设计效率和可维护性。以下关于硬件描述语言的描述，错误的是（）A.VHDL和Verilog是两种常见的硬件描述语言，它们具有相似的语法和功能B.硬件描述语言可以用于描述数字电路的逻辑功能、结构和时序等方面C.使用硬件描述语言编写的代码可以直接在数字电路中实现，不需要进行任何转换D.硬件描述语言的学习难度较大，需要具备一定的数字逻辑基础9、在数字逻辑电路的设计中，卡诺图是一种用于化简逻辑函数的有效工具。卡诺图通过相邻最小项的合并来实现逻辑函数的化简。对于一个具有4个变量的逻辑函数，其卡诺图中相邻的两个最小项可以合并消去：（）A.0个变量B.1个变量C.2个变量D.3个变量10、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11、数字逻辑中的CPLD（复杂可编程逻辑器件）由多个可编程的逻辑块组成。假设设计一个逻辑功能，使用CPLD实现，以下哪个因素对于资源利用效率影响较大？（）A.逻辑块的数量B.逻辑块之间的连接方式C.输入输出引脚的数量D.以上因素都很重要12、逻辑门是数字电路的基本单元，常见的逻辑门有与门、或门、非门等。对于与非门和或非门，以下说法错误的是（）A.与非门是先进行与运算，然后对结果取非B.或非门是先进行或运算，然后对结果取非C.与非门和或非门都可以由与门、或门和非门组合而成D.与非门和或非门在逻辑功能上是完全相同的13、用8选1数据选择器实现逻辑函数F=A'B+AB'，需要将函数化为？（）A.标准与或式B.标准或与式C.最小项表达式D.最大项表达式14、考虑到一个大规模集成电路的布局布线，假设芯片上集成了数十亿个晶体管，需要合理安排它们的位置和连接以减少延迟和功耗。这是一个极其复杂的问题，通常需要借助专业的工具和算法来解决。以下哪个因素在布局布线过程中对性能的影响最大？（）A.晶体管的密度B.布线的长度C.电源和地线的分布D.时钟树的设计15、在一个数字电路中，需要对两个4位的二进制数进行加法运算。为了实现这个加法功能，并且能够处理可能产生的进位，以下哪种加法器结构可能是最优的选择？（）A.半加器，只能处理两个一位二进制数相加B.全加器，考虑低位进位进行加法C.串行进位加法器，低位向高位逐位进位D.超前进位加法器，提前计算进位减少延迟16、对于一个3位的环形计数器，初始状态为100，经过3个时钟脉冲后，计数器的状态将变为：（）A.001B.010C.100D.11117、已知一个逻辑函数的卡诺图，其中有四个相邻的1格，可进行合并简化，则合并后得到的乘积项包含几个变量？（）A.2B.3C.4D.不确定18、在数字逻辑中，硬件描述语言（HDL）用于描述数字电路的行为和结构。以下关于硬件描述语言的描述中，错误的是（）A.VHDL和Verilog是两种常见的硬件描述语言B.硬件描述语言可以进行逻辑仿真和综合C.硬件描述语言的描述与具体的硬件实现无关D.硬件描述语言只能用于设计简单的数字电路19、对于一个同步时序逻辑电路，若状态转换图中有8个状态，至少需要几个触发器来表示这些状态？（）A.2B.3C.4D.520、在数字逻辑中，要用PLA（可编程逻辑阵列）实现一个4输入2输出的逻辑函数，需要多少个可编程的与阵列单元？（）A.4B.8C.16D.32二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在数字系统中，解释如何利用数字逻辑实现传感器数据的采集和预处理，举例说明常见传感器接口的数字逻辑设计。2、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的竞争-冒险现象的动态分析法，以及如何应用。3、（本题5分）说明在数字系统中如何进行数字信号的调制和解调，例如ASK调制和解调。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个全加器，能够进行两个64位二进制数的加法运算，并输出结果和进位。2、（本题5分）利用译码器和触发器设计一个能实现顺序控制的电路，例如按照特定顺序点亮一组灯，画出逻辑图。3、（本题5分）设计一个编码器，将32个输入信号编码为5位二进制输出信号。4、（本题5分）利用逻辑门设计一个或非门。5、（本题5分）设计一个能检测输入的10位二进制数中是否存在连续的7个1的逻辑电路，写出详细的逻辑表达式和设计方法。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）使用移位寄存器和计数器设