琼台师范学院《数字逻辑》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《数字逻辑》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、数字逻辑中的计数器可以按照不同的计数方式进行计数。一个模10计数器，需要几个触发器来实现？（）A.四个B.五个C.不确定D.根据计数器的类型判断2、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3、译码器是编码器的逆过程，它将编码输入转换为特定的输出信号。对于译码器，以下叙述错误的是（）A.译码器可以将二进制编码转换为对应的十进制数B.译码器的输出通常是低电平有效，即输出为低电平时表示有效C.译码器可以用于驱动数码管显示数字D.译码器的输入位数决定了其输出信号的数量4、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5、若一个数字电路的输入信号为连续变化的模拟信号，需要经过什么处理才能被数字电路识别？（）A.滤波B.放大C.量化D.编码6、已知一个数字系统的时钟周期为20ns，若要传输一个16位的数据，需要多长时间？（）A.320nsB.160nsC.80nsD.40ns7、数据选择器和数据分配器是常用的组合逻辑电路。以下关于它们的描述，错误的是（）A.数据选择器根据选择控制信号从多个输入数据中选择一个输出B.数据分配器将输入数据按照指定的方式分配到多个输出端C.数据选择器和数据分配器的功能可以相互转换，通过改变输入和输出的连接方式D.数据选择器和数据分配器在实际应用中很少使用，对数字电路的设计影响不大8、对于一个采用正逻辑的数字系统，高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0。当输入信号为0110时，经过一个非门后的输出信号是？（）A.1001B.1100C.0011D.10109、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10、D触发器是一种常见的触发器类型，具有简单的逻辑功能。关于D触发器的工作原理和特点，以下描述错误的是（）A.D触发器在时钟脉冲的上升沿或下降沿将输入数据存储到输出端B.D触发器的输出只取决于当前的输入数据，与之前的状态无关C.D触发器可以通过组合逻辑电路来实现D.D触发器在数字电路中的应用非常广泛，但性能不如其他类型的触发器11、在数字逻辑的设计过程中，化简逻辑函数是一个重要的步骤。以下关于逻辑函数化简的方法，错误的是（）A.可以使用卡诺图来化简逻辑函数，直观且方便B.公式法化简逻辑函数需要熟练掌握逻辑代数的基本公式和定理C.化简后的逻辑函数一定是最简形式，不能再进行进一步的优化D.不同的化简方法可能得到相同的最简逻辑函数表达式12、在数字逻辑中，PLA（可编程逻辑阵列）是一种可编程的逻辑器件。假设一个PLA实现了一个逻辑函数，当输入发生变化时，以下哪个过程决定了输出的变化？（）A.编程的连接方式B.输入信号的强度C.输出的负载情况D.以上都不是13、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。以下关于数字逻辑中数制的描述，错误的是（）A.二进制是计算机中最常用的数制，只有0和1两个数字B.八进制由0-7这8个数字组成，逢8进1C.十进制是我们日常生活中最常用的数制，逢10进1D.十六进制由0-9和A-F组成，其中A-F分别表示10-15，逢16进1，在数字逻辑中，十六进制常用于表示二进制数，以方便阅读和书写14、在数字逻辑中，PLD（可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）是常用的可编程器件。如果要实现一个复杂的数字逻辑功能，并且对速度和资源利用有较高要求，以下哪种器件更适合？（）A.PLD，其逻辑资源相对较少但速度快B.FPGA，具有丰富的逻辑资源和较高的灵活性C.两者都不适合，应使用专用集成电路D.取决于具体的功能和设计要求，无法一概而论15、对于一个异步时序逻辑电路，若输入信号同时发生变化，可能会导致？（）A.状态不确定B.输出错误C.电路损坏D.以上都有可能16、假设正在设计一个数字系统，其中需要一个计数器能够从0计数到15，然后重新从0开始计数。为了实现这个功能，以下哪种计数器类型可能是最合适的选择？（）A.异步计数器，结构简单但速度较慢B.同步计数器，计数速度快且稳定性好C.环形计数器，每个状态只有一位为1D.扭环形计数器，状态转换具有特定规律17、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、在数字系统中，信号完整性是影响系统性能的重要因素。以下关于信号完整性的描述，错误的是（）A.信号反射、串扰和电磁干扰会影响信号完整性B.增加信号的上升时间可以减少信号反射C.合理的布线和端接可以改善信号完整性D.信号完整性问题只在高速数字系统中存在，低速系统中可以忽略19、对于一个异步复位的触发器，复位信号的撤销时间与时钟脉冲的关系会影响触发器的状态吗？（）A.会B.不会C.有时会D.以上都不对20、数字逻辑中的计数器可以按照不同的进制和计数方式进行计数。一个模12的可逆计数器，当控制信号为加法计数时，从0开始计数，经过多次时钟脉冲后，计数器的值会变成多少？（）A.11B.12C.不确定D.根据计数器的类型判断二、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音频处理中的音频编码和解码，分析常见的音频编码算法在数字逻辑中的实现。2、（本题5分）详细阐述在加法器的高性能设计中，采用的先进技术和架构。3、（本题5分）详细说明数字逻辑中数据选择器的扩展和复用方法，举例说明如何用较少的数据选择器实现复杂的逻辑功能。4、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的异步清零和同步置数，以及它们在计数器设计中的应用。5、（本题5分）详细说明在移位寄存器的串行通信应用中，如何实现数据的发送和接收。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个译码器，将6位二进制输入信号译码为64个输出信号。2、（本题5分）设计一个译码器，将18位二进制输入信号译码为262144个输出信号。3、（本题5分）使用T触发器设计一个同步时序逻辑电路，实现一个模12的扭环形计数器，画出状态转换图和电路原理图。4、（本题5分）设计一个能将8421BCD码转换为余3码的代码转换器，用逻辑门实现，画出逻辑图和真值表。5、（本题5分）使用计数器和移位寄存器设计一个能实现数据双向移位和存储的电路，画出逻辑图和工作模式。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数字电路，能够检测输入的二进制数是否为素数。分析素数检测的算法和逻辑实现，考虑效率和准确性，并讨论如何处理较大的输入数值。2、（本题10分）使用可编程逻辑器件（PLD）如CPLD或