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学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页,共3页武汉学院《数字模型设计与制作》
2023-2024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、若一个PLA的与阵列有8个输入变量,或阵列有4个输出函数,则PLA的规模约为:()A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^42、对于一个由JK触发器构成的时序电路,若要实现一个模5的计数器,J和K的输入应该如何设置?()A.特定的逻辑组合B.随机设置C.保持不变D.以上都不对3、在数字逻辑电路中,若要将一个正弦波信号转换为方波信号,可以使用:()A.计数器B.编码器C.施密特触发器D.数据选择器4、组合逻辑电路的输出仅仅取决于当前的输入,不存在存储元件。在设计组合逻辑电路时,需要根据逻辑功能进行化简和优化。假设有一个组合逻辑电路,用于判断一个三位二进制数是否能被3整除。以下关于该电路设计的描述,正确的是:()A.可以使用多个与门和或门实现B.必须使用加法器和比较器实现C.无法通过简单的逻辑门实现D.只需要一个非门就能实现5、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6、在数字逻辑中,若要对一个8位的二进制数进行奇偶校验,校验位应设置在:()A.最高位B.最低位C.次高位D.次低位7、在数字逻辑中,异步时序电路的同步方式与同步时序电路不同。以下关于异步时序电路的描述中,错误的是()A.异步时序电路中,各触发器的时钟信号不同步B.异步时序电路的速度比同步时序电路快C.异步时序电路的设计和分析比较复杂D.异步时序电路中可能会出现不稳定的状态8、已知一个数字系统采用8位二进制补码表示整数,那么其能表示的数值范围是多少?()A.-128到127B.-255到255C.-256到255D.0到2559、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10、考虑一个数字系统,需要对输入的数字信号进行编码压缩,以减少存储空间和传输带宽。以下哪种编码压缩方法在数据重复性较高的情况下效果较好?()A.哈夫曼编码B.算术编码C.行程编码D.以上编码方法的效果相同,与数据特点无关11、考虑一个数字系统,其中的时序逻辑电路出现了不稳定的输出。经过检查,发现是由于时钟信号的抖动导致的。为了减少时钟抖动的影响,以下哪种方法是可行的?()A.使用更稳定的时钟源B.增加时钟的缓冲级数C.对时钟信号进行滤波处理D.以上方法都可以有效地减少时钟抖动的影响12、对于一个由多个D触发器构成的移位寄存器,若要实现串行输入并行输出,需要几个时钟脉冲?()A.与触发器个数相同B.触发器个数的一半C.1D.不确定13、在数字逻辑电路中,译码器的使能端有什么作用?当使能端为低电平时,译码器的输出会怎样?()A.使能端用于控制译码器的工作,当使能端为低电平时,译码器的输出为高阻态B.使能端用于选择译码器的输入,当使能端为低电平时,译码器的输出为低电平C.不确定D.使能端对译码器的输出没有影响14、在数字图像处理领域,数字逻辑可以用于图像的采集、存储和处理。以下关于数字逻辑在数字图像处理中的应用,错误的是()A.图像传感器输出的模拟信号可以通过数字逻辑电路转换为数字信号B.数字逻辑可以用于图像的压缩和加密,提高图像的传输和存储效率C.图像的滤波、边缘检测等处理算法可以完全由数字逻辑电路实现D.数字逻辑在数字图像处理中的应用主要是辅助性的,不是核心部分15、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.9二、简答题(本大题共3个小题,共15分)1、(本题5分)深入解释在数字逻辑电路的静电防护设计中,采取哪些措施来防止静电对电路的损害。2、(本题5分)在数字逻辑电路中,说明如何利用触发器实现存储功能,比较不同类型触发器(如D触发器、JK触发器等)的特性和应用场合。3、(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调制和解调,举例说明常见的调制解调方式。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16位二进制数进行大小比较,并按照从大到小的顺序输出。深入分析比较和排序的逻辑过程,说明电路中如何实现比较和交换操作。考虑如何优化电路以减少比较次数和提高排序速度。2、(本题5分)设计一个数字电路,能够对输入的多位二进制数进行除法运算,并输出商和余数。分析除法运算的算法和硬件实现,考虑如何处理除数为0的情况和提高除法运算的效率。3、(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。4、(本题5分)使用编码器和移位寄存器设计一个数字电路,能够实现对输入数据的编码和串行传输。分析编码方式的选择和移位寄存器的工作原理,以及如何在传输过程中保证数据的准确性和完整性。5、(本题5分)有一个数字电路,使用JK触发器和与非门实现状态机。分析状态机的状态转换和输出逻辑,给出状态图和逻辑表达式。通过具体的输入序列,验证状态机的功能和性能。四、设计题(本大题共3个小题,共30分)1、(本题10分)用逻辑门设计一个能实现两个9位二进制数加法运
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