巢湖学院《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院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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1分，共20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、在数字电路中，比较器用于比较两个数字量的大小。假设我们正在使用比较器。以下关于比较器的描述，哪一项是不准确的？（）A.比较器可以比较两个二进制数的大小，并输出相应的比较结果B.多位比较器可以通过级联多个一位比较器来实现C.比较器的输出通常包括大于、小于和等于三种情况D.比较器的速度和精度只取决于输入数字量的位数，与电路结构无关2、对于一个由JK触发器构成的时序逻辑电路，若要实现自启动功能，需要检查：（）A.状态转换图B.逻辑表达式C.真值表D.卡诺图3、在数字逻辑电路的可靠性设计中，假设一个电路需要在恶劣的环境条件下长时间稳定运行，例如高温、高湿度和强电磁干扰。为了提高电路的可靠性和容错能力，以下哪种技术或方法是经常采用的？（）A.冗余设计B.电磁屏蔽C.散热优化D.以上都是4、对于一个异步时序逻辑电路，其状态转换与时钟信号不同步。若在某个时刻，输入发生变化，那么状态的改变会立即发生吗？（）A.会B.不会C.有时会D.不确定5、在数字逻辑设计中，若要实现逻辑函数F=AB+AC，最简的与非-与非表达式为：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'6、加法器是数字电路中进行加法运算的重要部件。在半加器和全加器中，以下说法不正确的是（）A.半加器不考虑低位的进位，而全加器需要考虑B.多个半加器可以组合成一个全加器C.全加器的进位输出只与当前的输入有关，与之前的运算结果无关D.半加器和全加器都可以用逻辑门实现7、一个8位的D/A转换器，若其满量程输出电压为5V，当输入数字量为10000000时，输出电压为：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V8、对于一个4位的二进制加法计数器，从0开始计数，当计数到哪个值时，再输入一个计数脉冲会产生进位输出？（）A.1111B.1000C.1001D.11109、数字逻辑是计算机科学和电子工程的重要基础，它主要研究数字信号和数字电路的设计与分析。在数字逻辑中，二进制数是最基本的数值表示形式。以下关于二进制数的描述，错误的是（）A.二进制数只有0和1两个数字B.二进制数的位权是2的幂次方C.二进制数转换为十进制数可以通过位权展开相加的方法D.二进制数在进行算术运算时，规则比十进制数简单，所以在所有情况下都更适合进行计算10、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11、在数字电路中，触发器的触发方式有多种。以下关于触发器触发方式的描述中，不正确的是（）A.电平触发方式在触发信号为高电平时有效B.边沿触发方式在上升沿或下降沿时有效C.主从触发方式可以避免空翻现象D.所有的触发器都可以采用以上三种触发方式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、在数字逻辑中，有限状态机（FSM）是一种重要的模型，用于描述时序逻辑电路的行为。以下关于有限状态机的描述，错误的是（）A.有限状态机由状态、输入、输出和状态转换组成B.可以使用状态图、状态表和硬件描述语言来描述有限状态机C.有限状态机可以分为摩尔型和米利型两种类型，它们的输出与输入的关系不同D.有限状态机的设计非常复杂，在实际应用中很少使用14、考虑一个数字电路中的比较器，用于比较两个二进制数的大小。如果要比较两个8位的二进制数，以下哪种比较器的设计方案可能是最直接有效的？（）A.使用多个1位比较器级联B.构建一个专用的8位比较器电路C.通过逻辑运算实现比较功能D.利用计数器判断两个数的大小15、在数字逻辑的运算中，补码是一种重要的表示方法。以下关于补码的描述，错误的是（）A.正数的补码与原码相同，负数的补码是原码的各位取反，末位加1B.补码可以方便地进行加法和减法运算，无需考虑符号位C.补码的表示范围比原码和反码更广D.补码的转换过程非常复杂，在实际应用中很少使用16、在数字逻辑设计中，需要考虑电路的功耗。假设一个逻辑电路，通过优化逻辑表达式可以降低功耗，以下哪种优化方法可能最有效？（）A.减少逻辑门的数量B.降低工作电压C.减少信号的翻转次数D.以上方法效果相同17、对于一个由多个逻辑门组成的电路，已知输入信号A、B、C的变化顺序为000->001->010->011，输出信号的变化顺序为1->0->1->0，该电路实现的是什么逻辑功能？（）A.与B.或C.非D.异或18、在数字电路中，异步时序电路与同步时序电路相比，具有一些不同的特点。假设一个异步计数器，其计数速度可能会受到以下哪个因素的影响？（）A.时钟信号的频率B.触发器的类型C.各触发器之间的延迟差异D.计数器的初始值19、当研究数字逻辑中的时序逻辑电路时，假设一个电路需要根据输入信号的历史状态和当前输入来确定输出。以下哪种电路类型最适合实现这种功能？（）A.计数器B.寄存器C.移位寄存器D.状态机20、假设要设计一个数字电路来实现一个加法/减法器，能够根据控制信号选择进行加法或减法操作。以下哪种设计思路可能是最合理的？（）A.使用一个加法器和一个减法器，通过控制信号选择输出B.在加法器的基础上，通过改变输入的符号实现减法操作C.重新设计一个能够同时实现加法和减法的专用电路D.以上思路都不合理二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在数字系统中，解释如何利用数字逻辑实现数字信号的编码压缩和解压缩，分析常见的编码压缩算法在数字逻辑中的实现。2、（本题5分）详细阐述在数字电路的可靠性强化试验中，试验的方法和目的以及效果评估。3、（本题5分）解释在数字逻辑中如何分析逻辑电路的可靠性，评估电路在不同条件下的稳定性。4、（本题5分）解释什么是编码器和译码器，它们的工作原理是什么，以及在数字系统中的常见应用。5、（本题5分）详细解释数字逻辑中计数器的分类（如同步计数器和异步计数器），分析它们的工作特点和在实际应用中的选择依据。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用D触发器设计一个同步时序逻辑电路，实现一个模7的加法计数器，画出状态转换图和电路连接。2、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的22位二进制数转换为BCD码的扩展形式，输出为28位二进制数，画出逻辑电路图。3、（本题5分）设计一个译码器，将13位二进制输入信号译码为8192个输出信号。4、（本题5分）设计一个能产生000-111循环序列的计数器电路，采用JK触发器实现，画出逻辑图和状态转换图。5、（本题5分）使用T触发器设计一个异步时序逻辑电路，实现一个10位双向移位寄存器，画出状态转换图和电路。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）构建一个数字逻辑电路，用于实现对磁盘数据的编码和解码。全面分析磁盘存储的格式和编码方式，讨论如何通过数字逻辑提高数据存储的密度和可靠性。2、（本题10分）设计一个组合逻辑