华东师范大学《数字逻辑电路及》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数字逻辑电路及》2021-2022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、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2、在数字系统中，总线是用于传输数据和控制信号的公共通道。关于总线的特点和类型，以下说法不正确的是（）A.总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线B.总线的带宽决定了数据传输的速度C.并行总线比串行总线的数据传输速度快D.总线上的设备可以同时发送和接收数据3、在数字逻辑中，若要判断一个二进制数是奇数还是偶数，可以通过检查其最低位的值。若最低位为1，则该数为：（）A.奇数B.偶数C.无法确定D.取决于其他位的值4、计数器是一种常见的时序逻辑电路，用于对脉冲进行计数。有同步计数器和异步计数器之分。同步计数器的所有触发器共用同一个时钟信号，而异步计数器的触发器则不是。对于一个4位异步二进制加法计数器，从初始状态0000开始计数，经过8个时钟脉冲后，计数器的状态为：（）A.1000B.0111C.1001D.11005、已知一个8位的D/A转换器，输入数字量为10000000，参考电压为5V，那么输出的模拟电压大约是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V6、在数字逻辑中，组合逻辑电路的输出仅仅取决于当前的输入。以下关于组合逻辑电路特点的描述中，错误的是（）A.不包含记忆元件B.输出与电路过去的状态无关C.可以实现复杂的逻辑功能，如加法器和编码器D.其输出会随着输入的变化而立即变化，没有延迟7、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'8、在数字电路设计中，需要对一个复杂的逻辑函数进行化简，以减少门电路的数量和降低成本。假设给定的逻辑函数为F=AB'C+A'BC+ABC'+A'B'C'，以下哪种方法可能是最有效的化简途径？（）A.运用卡诺图进行化简B.通过逻辑代数的基本定律和公式进行化简C.采用真值表分析化简D.随机尝试不同的运算组合进行化简9、数字逻辑中的寄存器可以用于存储数据和移位操作。一个双向移位寄存器，在时钟上升沿到来时，可以进行左移和右移操作。如果当前寄存器的值为1010，控制信号为左移，输入为1，时钟上升沿到来后，寄存器的值会变成什么？（）A.0101B.1101C.不确定D.根据其他因素判断10、想象一个数字系统中，需要实现一个有限脉冲响应（FIR）滤波器。以下哪种实现方式可能是最常见的？（）A.使用乘法器和加法器构建直接型FIR滤波器B.采用递归结构实现FIR滤波器，节省硬件资源C.利用查找表实现FIR滤波器，提高速度D.以上方式都不常用于实现FIR滤波器11、在数字逻辑中，数制转换是基本的操作。假设我们正在进行不同数制之间的转换。以下关于数制转换的描述，哪一项是不准确的？（）A.二进制转换为十进制可以通过位权相加的方法实现B.十进制转换为二进制可以使用除2取余的方法，转换结果是唯一的C.十六进制和二进制之间的转换可以通过分组对应快速完成D.任何数制都可以准确无误地转换为其他数制，并且转换过程中不会丢失信息12、当研究数字电路中的计数器时，假设需要设计一个能够从0计数到15的4位二进制计数器。以下哪种计数器类型可以实现这个功能，并且在计数过程中具有较好的稳定性？（）A.异步计数器B.同步计数器C.加法计数器D.减法计数器13、在数字逻辑的发展中，新技术和新方法不断涌现。以下关于数字逻辑发展趋势的描述，不正确的是（）A.集成度越来越高，芯片功能越来越强大B.功耗越来越低，性能越来越高C.设计方法越来越复杂，对设计者的要求越来越低D.应用领域不断扩展，与其他学科的交叉融合越来越紧密14、在数字系统中，常常需要将数字信号进行编码以提高传输效率和可靠性。格雷码是一种常见的编码方式，其特点是相邻的两个编码之间只有一位发生变化。从二进制编码000转换为格雷码，结果为：（）A.000B.001C.010D.01115、在数字逻辑电路中，组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入值。假设设计一个组合逻辑电路，用于判断一个三位二进制数是否能被3整除。输入为A、B、C分别表示三位二进制数的个位、十位和百位。以下哪种逻辑表达式能够正确实现这个功能？（）A.(A+B+C)%3==0B.(A^B^C)%3==0C.(A&B&C)%3==0D.(A|B|C)%3==016、在数字电路的分析和设计中，建立真值表是重要的步骤之一。以下关于真值表作用的描述中，错误的是（）A.可以直观地反映输入和输出之间的逻辑关系B.有助于化简逻辑函数C.是设计数字电路的唯一依据D.可以验证逻辑电路的功能是否正确17、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18、想象一个数字系统中，需要对一个高频的数字信号进行分频，得到较低频率的信号。以下哪种分频器的实现方式可能是最有效的？（）A.计数器式分频器，通过计数实现分频，简单可靠B.移位寄存器式分频器，利用移位操作分频，速度较快C.基于锁相环的分频器，能够实现高精度分频，但电路复杂D.以上分频器方式效果相同，可以任意选择19、假设正在研究数字电路中的时序问题，即输入信号和时钟信号之间的时间关系对电路输出的影响。以下哪种情况可能导致时序违规？（）A.输入信号在时钟上升沿附近变化B.时钟信号的占空比不稳定C.建立时间和保持时间不满足要求D.以上情况都可能导致时序违规20、在一个由边沿D触发器组成的计数器中，若要实现模6计数，至少需要几个触发器？（）A.2个B.3个C.4个D.6个21、数字逻辑中的加法器可以分为半加器和全加器。半加器和全加器的主要区别是什么？（）A.半加器不考虑进位输入，全加器考虑进位输入B.半加器的运算速度快，全加器的运算速度慢C.不确定D.半加器和全加器没有区别22、数字逻辑是计算机科学与技术的重要基础，它涉及到数字电路的设计和分析。在数字逻辑中，逻辑门是基本的组成单元。与门、或门、非门等是常见的逻辑门。考虑一个由两个输入信号A和B组成的逻辑电路，输出信号为Y。当A=1，B=0时，对于一个与非门，输出Y的值为：（）A.0B.1C.不确定D.取决于电路的其他部分23、若要设计一个能产生101010序列的数字电路，最简的方法是使用：（）A.计数器B.移位寄存器C.数据选择器D.编码器24、当研究数字逻辑中的计数器的编码方式时，格雷码在某些情况下具有独特的优势。假设在一个对计数顺序准确性要求较高的系统中，使用格雷码的主要原因是（）A.编码简单B.相邻计数状态只有一位变化C.可以表示更多的状态D.便于进行数值运算25、在数字逻辑的竞争冒险现象分析中，假设一个逻辑表达式在某些输入条件下可能产生竞争冒险。以下哪个工具或方法可以帮助准确地分析和预测这种现象（）A.逻辑分析仪B.示波器C.手工计算D.以上方法都不准确26、假设要设计一个数字电路来实现一个计数器，能够从0计数到15并循环。以下哪种计数器类型可能是最合适的？（）A.异步计数器，结构简单但速度较慢，可能存在计数误差B.同步计数器，速度快，计数准确，但电路复杂C.可逆计数器，能够实现正反向计数，但控制逻辑复杂D.以上计数器类型都可以，效果相同27、一个4位的并行加法器，若采用先行进位方式，其运算速度比串行进位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.无法比较28、数字逻辑中的竞争冒险现象是指什么？在一个组合逻辑电路中，如何判断是否存在竞争冒险现象？（）A.竞争冒险是指由于逻辑门的延迟导致输出出现错误的现象，可以通过观察逻辑电路图判断是否存在B.竞争冒险是指由于输入信号的变化导致输出出现错误的现象，可以通过分析逻辑表达式判断是否存在C.不确定D.竞争冒险现象很难判断29、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30、组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入。以下关于组合逻辑电路的描述，错误的是（）A.加法器、编码器和译码器都属于组合逻辑电路B.组合逻辑电路不存在反馈回路C.组合逻辑电路的输出会随着输入的变化立即改变D.组合逻辑电路的设计不需要考虑时序问题二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字电路，能够对输入的视频数据进行运动检测。分析运动检测的算法和实现方式，如帧差法或背景减除法，以及如何在数字电路中处理视频数据的帧间差异，检测出物体的运动区域。2、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于实现对输入数据的排序功能（如冒泡排序、插入排序等）。仔细分析排序算法的逻辑实现过程，包括比较和交换操作的控制逻辑，研究如何提高排序电路的效率和速度。3、（本题5分）使用编码器和译码器构建一个数字通信系统中的编码解码电路，分析信号在编码和解码过程中的变换和传输，探讨如何提高通信的可靠性和效率。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够检测一个48位二进制数中是否存在特定的8位数据序列。详细分析检测算法和逻辑，说明电路中如何实现快速准确的序列检测。考虑如何处理数据序列的重复出现和位置不确定的情况。5、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字音频均衡器电路，能够调整音频信号的频率响应。详细阐述均衡器的工作原理和参数设置，分析各个频段的增益控制逻辑和实现方式。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中同步时序电路的时钟偏差和时钟抖动对电路性能的影响，以及如何减小这些影响。2、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言实现一个状态机的状态跳转的优先级设置。