重庆第二师范学院《数字逻辑》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页重庆第二师范学院《数字逻辑》

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、在数字逻辑的编码器和译码器综合应用中，假设一个系统需要将输入的4位二进制编码转换为7段数码管的显示信号。以下哪种方案能够实现这个功能，并且具有较好的可扩展性？（）A.使用专用的编码译码芯片B.用逻辑门搭建电路C.基于可编程逻辑器件实现D.以上方案均可2、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.0113、若一个数字系统的输入信号频率为100kHz，经过一个二分频电路后，输出信号的频率是多少？（）A.50kHzB.200kHzC.100kHzD.不确定4、在数字系统中，能够根据地址选择信号将输入数据分配到不同输出端的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.数据选择器5、在数字电路中，同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路各有特点。以下关于它们的比较，不正确的是（）A.同步时序逻辑电路的工作速度通常比异步时序逻辑电路快B.异步时序逻辑电路的设计比同步时序逻辑电路简单C.同步时序逻辑电路的抗干扰能力比异步时序逻辑电路强D.异步时序逻辑电路不存在时钟偏移问题，而同步时序逻辑电路存在6、在数字逻辑中，数制转换是基本的操作。将二进制数转换为十进制数时，以下方法错误的是（）A.按位权展开相加B.先转换为十六进制，再转换为十进制C.直接将每一位乘以2的相应幂次然后相加D.利用特定的转换公式进行计算7、在数字逻辑中，有限状态机（FSM）是一种重要的模型。以下关于有限状态机的描述，准确的是（）A.有限状态机可以分为摩尔型和米利型两种类型，它们的输出与输入的关系不同B.有限状态机的状态转换是随机的，不受输入和当前状态的影响C.有限状态机只能用于简单的数字电路设计，不能用于复杂的系统D.设计有限状态机时，不需要考虑状态的编码方式8、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为数字电路的设计提供了很大的灵活性。以下关于PLD的描述，错误的是（）A.PLA由与阵列和或阵列组成，可以实现任意组合逻辑函数B.PAL的与阵列可编程，或阵列固定C.GAL具有可重复编程和加密的特点D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更优越9、在数字逻辑中，利用中规模集成电路（MSI）可以构建更复杂的逻辑电路。例如，使用计数器和译码器可以构建顺序脉冲发生器。以下关于顺序脉冲发生器的描述，正确的是：（）A.可以产生固定频率的脉冲序列B.输出脉冲的宽度是固定的C.输出脉冲的顺序是随机的D.可以根据需要产生特定顺序的脉冲10、在数字电路中，使用译码器实现逻辑函数时，若要实现一个3变量的逻辑函数，至少需要几位的译码器？（）A.2B.3C.4D.811、考虑数字逻辑中的计数器的级联，假设将两个模10的计数器级联组成一个更大的计数器。以下关于级联后的计数器的模值，哪个是正确的（）A.模20B.模100C.取决于级联方式，可能是20或100D.以上都不对12、考虑一个数字系统，需要对一个8位二进制数进行加法运算。为了实现这个功能，可以使用多种加法器结构，如半加器、全加器等。如果要设计一个快速的8位并行加法器，以下哪种方法是最有效的？（）A.依次使用8个半加器串联B.依次使用8个全加器串联C.使用多个全加器并行连接，构成超前进位加法器D.先使用半加器，再使用全加器，混合串联13、在数字电路中，编码器是一种常见的组合逻辑器件。假设需要设计一个8线-3线编码器，即有8个输入信号，3个输出信号。当输入信号有效时，输出对应的二进制编码。如果同时有多个输入信号有效，以下哪种编码器的输出结果是符合设计要求的？（）A.输出为任意值B.输出为优先级最高的输入对应的编码C.输出为所有有效输入编码的或运算结果D.输出为所有有效输入编码的与运算结果14、当设计一个数字逻辑电路来实现一个乘法运算时，假设输入为两个4位二进制数。以下哪种方法可能是实现该乘法运算的可行途径（）A.使用加法器和移位寄存器B.仅使用逻辑门搭建C.利用计数器实现D.以上方法都不可行15、考虑数字逻辑中的移位寄存器的应用，假设在数字通信系统中使用移位寄存器进行数据的串行到并行转换。以下关于这种应用的优势和工作原理，哪个描述是准确的（）A.提高数据传输速度B.增加数据的错误率C.移位寄存器在转换过程中会丢失数据D.以上描述都不准确二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明在多路选择器的并行数据选择应用中，如何根据多个控制信号选择不同的并行数据输入。2、（本题5分）详细阐述在数字电路的可靠性设计流程中，各个阶段的主要工作和输出。3、（本题5分）说明在数字系统中如何进行数字信号的数字滤波，去除噪声。4、（本题5分）深入解释在编码器的编码格式转换中，如二进制到格雷码的转换方法和应用。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）设计一个异步时序电路，用于实现一个简单的自动售货机控制系统。分析售货机的工作流程和异步控制逻辑，讨论如何处理货币投入、商品选择和找零等操作，以及如何保证系统的稳定性和响应速度。3、（本题5分）有一个数字电路，使用T触发器实现计数功能。分析T触发器的工作模式和触发条件，给出计数器的逻辑表达式和状态转换图。讨论T触发器与其他触发器在计数应用中的特点和差异。4、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于检测一个6位二进制数中1的个数是否为偶数。详细阐述设计思路，通过逻辑表达式和真值表进行分析，并画出逻辑电路图。探讨该电路在奇偶校验和数据完整性检查中的应用。5、（本题5分）使用编码器和数据选择器设计一个数字电路，能够实现对多个模拟信号的数字化和选择输出。分析模拟信号数字化的过程和精度要求，以及如何根据输入信号的特点选择合适的数据选择器和编码方式。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）利用D触发器和逻辑门设计一个能实现数据缓冲功能的电路，画出逻辑图和说明其工作原理。2、（本题10分）