华东师范大学《数字逻辑实践》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页华东师范大学《数字逻辑实践》

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批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2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、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2、想象一个数字系统，需要对两个4位二进制数进行加法运算，并输出结果。在设计这个加法器时，需要考虑速度、成本和复杂性等因素。以下哪种加法器结构可能是最合适的？（）A.半加器级联组成的加法器，结构简单但速度较慢B.全加器级联组成的加法器，速度较快但使用的逻辑门较多C.并行加法器，能够同时处理所有位的相加，速度快但成本高D.利用移位和加法操作实现的加法器，算法复杂但节省硬件资源3、在数字逻辑电路中，数据选择器可以根据控制信号选择不同的输入数据作为输出。一个4选1数据选择器，当控制信号为特定值时，如何确定输出是哪个输入数据？（）A.根据控制信号的二进制值确定输出B.根据输入数据的大小确定输出C.不确定D.根据其他因素判断4、对于一个4位的并行加法器，若两个加数分别为1010和0101，那么相加的结果是多少？（）A.1111B.1001C.0111D.11105、在数字系统中，异步复位和同步复位是两种常见的复位方式。异步复位不受时钟信号的控制，而同步复位在时钟信号的有效沿进行复位操作。以下关于异步复位和同步复位的比较，正确的是：（）A.异步复位的可靠性高于同步复位B.同步复位更容易产生毛刺C.异步复位可能会导致亚稳态D.同步复位的设计更简单6、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7、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.58、在数字逻辑中，数据选择器和数据分配器是常用的组件。假如有一个4选1的数据选择器，有4个输入数据和2位选择控制信号。那么，这个数据选择器能够实现的逻辑功能相当于哪种基本逻辑门？（）A.与门B.或门C.与非门D.无法等效为常见的基本逻辑门9、对于一个T触发器，当T输入端为高电平时，在时钟脉冲的上升沿到来时，触发器的状态会发生怎样的变化？（）A.置0B.置1C.翻转D.保持不变10、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11、在数字逻辑设计中，如何判断一个数字逻辑电路是否存在静态冒险？如果存在静态冒险，如何消除？（）A.通过分析逻辑表达式或卡诺图判断是否存在静态冒险，可以通过增加冗余项消除静态冒险B.通过观察电路的输入输出波形判断是否存在静态冒险，可以通过改变电路的结构消除静态冒险C.不确定D.静态冒险很难判断和消除12、在数字系统中，数制转换是常见的操作。以下关于数制转换的描述，不正确的是（）A.可以通过除基取余法将十进制转换为二进制B.二进制转换为八进制时，每三位二进制数对应一位八进制数C.十六进制转换为十进制可以通过位权相加法D.不同数制之间的转换总是精确无误的13、对于一个5位的格雷码计数器，从00000开始计数，经过10个时钟脉冲后，计数器的状态为：（）A.10101B.11001C.10110D.1101014、假设要设计一个数字电路，用于判断一个8位二进制数是奇数还是偶数。以下哪种逻辑表达式可以准确地实现这个功能？（）A.检查最低位是否为1，若是则为奇数，否则为偶数B.计算所有位的和，若为奇数则输入为奇数，否则为偶数C.对高4位和低4位分别进行判断，综合得出结果D.以上方法都不正确，无法通过简单逻辑判断奇偶性15、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，主要依靠模拟电路二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）深入分析在数字逻辑电路的故障注入测试中，注入故障的类型和方法以及测试结果分析。2、（本题5分）请详细阐述在数字逻辑电路中，组合逻辑电路和时序逻辑电路的主要区别，并分别举例说明它们在实际应用中的场景。3、（本题5分）详细说明在计数器的可编程设计中，如何通过外部控制信号改变计数模式和计数长度。三、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，能够对输入的两个8位二进制数进行乘法运算，采用移位相加的方法实现。详细说明乘法运算的步骤和逻辑，以及电路中如何通过移位和加法操作得到乘积结果。2、（本题5分）给定一个数字逻辑电路的真值表，推导其对应的逻辑表达式，并根据表达式设计出相应的电路。分析在推导过程中如何运用卡诺图等方法进行化简，以及化简后的逻辑表达式对电路复杂度的影响。3、（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。4、（本题5分）构建一个数字逻辑电路，用于实现对传感器数据的预处理和校准。全面分析传感器数据的特点和处理要求，讨论如何通过数字逻辑去除噪声、补偿误差和进行线性化处理。5、（本题5分）用数字逻辑实现一个代码转换器，例如将格雷码转换为二进制码。深入分析转换的逻辑规则和实现方法，解释代码转换在数字通信和存储系统中的应用和意义。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个译码器，