西安邮电大学《数字电路与逻辑设计》2022-2023学年第一学期期末试卷

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页西安邮电大学《数字电路与逻辑设计》

2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在组合逻辑电路中，若输入信号A从0变为1，同时输入信号B从1变为0，而输出信号在这个过程中没有发生变化，可能的原因是？（）A.存在竞争冒险B.电路设计错误C.输出与输入无关D.以上都有可能2、时序逻辑电路在数字系统中具有重要作用。假设我们正在研究一个时序逻辑电路。以下关于时序逻辑电路的描述，哪一项是不正确的？（）A.时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路的内部状态B.触发器是构成时序逻辑电路的基本存储单元，如D触发器、JK触发器等C.时序逻辑电路中的计数器可以用于计数脉冲信号的个数，实现定时和分频功能D.时序逻辑电路的状态转换总是稳定和可预测的，不会出现不确定的状态3、已知一个数字系统的时钟频率为100MHz，若要产生一个周期为10μs的脉冲信号，需要几级分频电路？（）A.5B.6C.7D.84、数字电路中的触发器有多种类型，如D触发器、JK触发器和T触发器等。以下关于这些触发器的功能描述，不正确的是（）A.D触发器在时钟上升沿时，将输入数据存储到输出端B.JK触发器具有置0、置1、保持和翻转四种功能C.T触发器在时钟脉冲作用下，输出状态总是翻转D.这些触发器可以通过外部连接和控制信号相互转换5、对于一个同步时序逻辑电路的状态表，若存在两个状态在同一输入下转换到同一后继状态，则这两个状态是？（）A.等价状态B.不等价状态C.不确定D.以上都不对6、对于一个由或门和与门构成的组合逻辑电路，已知输入A=1，B=0，C=1，输出结果为高电平的条件是什么？（）A.A或BB.A且CC.B或CD.A或C7、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，它包含存储元件，能够记住过去的输入信息。常见的时序逻辑电路有触发器、计数器和寄存器等。在一个D触发器中，当时钟脉冲上升沿到来时，如果D输入端的值为1，那么输出Q的值将：（）A.保持不变B.变为0C.变为1D.不确定，取决于之前的状态8、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.5V9、数字逻辑中的全加器可以实现三个一位二进制数的相加。一个全加器的输入为A=0，B=1，进位C_in=1，那么输出的和S和进位C_out分别是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不确定D.根据其他因素判断10、在数字逻辑电路中，使用逻辑门构建复杂的逻辑功能时，假设要实现一个能判断输入的3个数字是否相等的电路。以下哪种逻辑门的组合和连接方式可能是有效的（）A.仅使用与门B.仅使用或门C.使用与门、或门和非门的组合D.以上组合都无法实现11、考虑一个数字系统中的译码器，它需要将4位的二进制输入译码为16个输出信号。以下哪种译码器的实现方式可能是最常见的？（）A.2-4译码器级联B.3-8译码器级联C.使用与非门构建译码逻辑D.利用或门实现译码功能12、在组合逻辑电路设计中，若要实现一个四选一的数据选择器，最少需要使用几个二输入与门？（）A.2B.3C.4D.513、已知一个数字系统的时钟频率为50MHz，要实现一个周期为40ns的信号，需要经过几级计数器分频？（）A.2B.3C.4D.514、在数字逻辑中，已知一个逻辑函数的卡诺图，如何判断该函数是否可以化简？（）A.观察是否有相邻的1格B.观察是否有相邻的0格C.观察是否有对称的1格D.以上都不对15、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.不确定二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明在数字逻辑电路的板级设计中，如何进行布局布线以提高电路的性能和可靠性。2、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言描述一个同步FIFO的实现过程。3、（本题5分）深入分析在数字电路的可靠性评估中，常用的指标有哪些，如故障间隔时间、平均无故障时间等。4、（本题5分）说明如何设计一个数字逻辑电路来实现一个特定的逻辑功能，例如判断一个数是否为偶数。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字频率计电路，能够测量输入信号的频率。详细阐述频率测量的原理和实现方法，包括计数、定时和显示逻辑，分析测量误差的来源和减小误差的措施。2、（本题5分）设计一个简单的数字信号处理电路，例如数字滤波器。详细分析滤波器的类型（如低通、高通、带通等）、参数选择和逻辑实现，解释如何通过数字逻辑对输入信号进行滤波处理，以及滤波器性能的评估指标。3、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字温度传感器接口电路，能够读取和处理温度传感器的输出信号。详细阐述接口电路的设计要求、信号调理和转换逻辑，分析温度测量的精度和稳定性。4、（本题5分）使用译码器和数据选择器设计一个数字电路，实现对多个输入信号的选择和输出。分析译码器和数据选择器的工作原理，以及如何根据输入的控制信号正确地选择和输出所需的信号。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够对两个8位二进制数进行乘法运算，并输出结果。分析乘法运算的逻辑步骤，如移位、加法等操作的实现方式，以及如何处理进位和存储中间结果，同时探讨该电路在硬件实现上的复杂度和资源消耗。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）利用计数器74LS161设计一个模6的计数器，画出逻辑电路图和状态转换图。2、（本题10分）设计一个交通信号灯控制器，实