重庆交通大学《数字技术综合应用》2023-2024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页重庆交通大学《数字技术综合应用》

2023-2024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、用卡诺图化简逻辑函数F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最简与或表达式为？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'2、用4位二进制加法器实现两个8位二进制数的加法运算，需要采用？（）A.串行进位B.并行进位C.分组进位D.以上都可以3、在数字电路中，若要实现将4位并行数据转换为串行数据并进行发送，需要用到的器件是：（）A.计数器B.数据选择器C.移位寄存器D.编码器4、在数字逻辑的加法器设计中，半加器和全加器是基础组件。假设要构建一个能对两个4位二进制数进行加法运算的电路，以下关于半加器和全加器的使用，哪个是正确的（）A.只需要使用半加器B.只需要使用全加器C.先使用半加器，再使用全加器D.以上方法都不正确5、对于数字逻辑中的奇偶校验码，假设要对一组8位数据进行奇偶校验。以下哪种奇偶校验方式能够检测出奇数个错误？（）A.奇校验B.偶校验C.两种校验方式都可以D.两种校验方式都不行6、用4个全加器实现两个4位二进制数的加法运算，需要考虑的进位方式是？（）A.串行进位B.并行进位C.串并结合进位D.以上都可以7、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8、考虑一个数字电路中的移位寄存器，它可以实现数据的左移、右移和并行输入输出。如果需要在每个时钟脉冲将数据左移一位，并在最右边补0，以下哪种移位寄存器能够满足这个要求？（）A.单向移位寄存器，只能左移B.双向移位寄存器，可选择左移或右移C.环形移位寄存器，数据循环移动D.以上移位寄存器都可以实现9、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10、在数字逻辑中，要用PAL（可编程阵列逻辑）实现一个3输入3输出的逻辑函数，需要多少个可编程的或阵列单元？（）A.3B.6C.9D.1811、假设正在设计一个用于图像处理器的数字逻辑电路，需要对像素数据进行快速的处理和转换。图像数据的处理涉及大量的并行运算和逻辑判断。为了提高处理速度和效率，以下哪种数字逻辑架构最适合这种大规模并行处理的需求？（）A.冯·诺依曼架构B.哈佛架构C.流水线架构D.超标量架构12、考虑一个数字系统，其中的控制器需要根据不同的输入条件产生相应的控制信号。如果输入条件较多且复杂，以下哪种控制器的设计方法是最合适的？（）A.硬布线控制器，通过逻辑门直接实现控制逻辑B.微程序控制器，使用存储的微指令来产生控制信号C.随机生成控制信号，根据系统的运行情况进行调整D.以上方法都不适合处理复杂的输入条件13、已知一个数字系统的输入为8位二进制数，若要对其进行奇偶校验并产生校验位，以下哪种方式能够在硬件实现上更节省资源？（）A.使用组合逻辑电路B.使用时序逻辑电路C.使用计数器D.使用移位寄存器14、在数字电路中，能够将输入的特定代码转换为相应的输出信号以控制外部设备的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.控制器15、在一个数字电路中，需要对两个4位的二进制数进行加法运算。为了实现这个加法功能，并且能够处理可能产生的进位，以下哪种加法器结构可能是最优的选择？（）A.半加器，只能处理两个一位二进制数相加B.全加器，考虑低位进位进行加法C.串行进位加法器，低位向高位逐位进位D.超前进位加法器，提前计算进位减少延迟二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）在数字系统中，解释如何利用数字逻辑实现传感器数据的采集和预处理，举例说明常见传感器接口的数字逻辑设计。2、（本题5分）详细说明在译码器的显示驱动应用中，如何连接译码器和数码管以实现数字显示。3、（本题5分）详细阐述如何用硬件描述语言实现一个状态机的状态编码优化，减少状态翻转的功耗。4、（本题5分）详细说明在编码器的编码纠错设计中，如何添加冗余位来检测和纠正编码中的错误。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一个数字系统，包含一个8位的计数器和一个比较器。计数器从0开始计数，当计数值达到给定的8位二进制数时，比较器输出高电平。请分析计数器和比较器的工作原理，给出逻辑表达式和时序图，并讨论该系统在定时控制和事件触发中的作用。2、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于实现对以太网帧的解析和处理。仔细分析以太网帧的格式和协议要求，解释电路中各个模块的功能和处理流程，研究如何提高帧处理的效率和准确性。3、（本题5分）给定一个数字信号处理系统，需要对输入的音频信号进行滤波。设计一种数字滤波器（如低通、高通、带通等），并分析其滤波特性和频率响应。同时，设计相应的数字电路实现滤波器功能，说明如何在硬件中进行乘法和加法运算以实现滤波效果。4、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于将格雷码转换为二进制码。详细阐述转换的方法和逻辑过程，通过真值表和逻辑表达式进行分析，并画出逻辑电路图。探讨格雷码与二进制码相互转换在数字系统中的意义和应用。5、（本题5分）使用乘法器和移位寄存器构建一个数字电路，能够实现对二进制数的快速幂运算。分析幂运算的算法和电路实现，考虑指数的表示和移位操作的控制逻辑，以及如何优化运算速度和资源消耗。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）利用译码器和比较器设计一个能根据输入数字控制多个设备不同状态的电路，画出逻辑图和控制策略。2、（本题10分）设计一个能检测输入的