常州工学院《数字逻辑与数字系统设计》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2页，共2页常州工学院《数字逻辑与数字系统设计》

2022-2023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、在数字逻辑设计中，若要将一个8位的二进制数转换为格雷码，可通过依次：（）A.与相邻位异或B.与相邻位或C.与相邻位与D.与相邻位同或2、在数字逻辑中，复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）是两种常见的可编程器件。以下关于CPLD和FPGA区别的描述中，不正确的是（）A.CPLD基于乘积项结构，FPGA基于查找表结构B.FPGA的逻辑资源比CPLD丰富C.CPLD的编程速度比FPGA快D.CPLD适合实现复杂的组合逻辑，FPGA适合实现时序逻辑3、二进制编码是数字系统中表示信息的重要方式。关于二进制编码，以下说法不正确的是（）A.8421码是一种常见的有权码B.格雷码相邻两个编码之间只有一位不同C.余3码是一种无权码D.无论采用哪种编码方式，都能唯一表示所有的十进制数4、加法器是数字电路中进行算术运算的重要部件。以下关于加法器的描述，不正确的是（）A.半加器不考虑低位的进位B.全加器考虑低位的进位C.串行加法器的运算速度比并行加法器快D.可以通过多个全加器级联构成多位加法器5、编码器能够将输入的信号转换为特定的编码输出。对于编码器的工作原理和特点，以下叙述不正确的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误输出B.优先编码器会对输入信号的优先级进行判断C.编码器可以将模拟信号转换为数字信号D.编码器的输出编码位数取决于输入信号的数量6、在数字逻辑电路中，编码器和译码器可以实现数字信号的编码和解码。一个4线-2线编码器和一个2线-4线译码器连接在一起，当编码器输入为特定值时，译码器的输出会是什么？（）A.译码器的输出会根据编码器的输入产生相应的高电平输出B.译码器的输出会根据编码器的输入产生相应的低电平输出C.不确定D.译码器的输出与编码器的输入无关7、对于一个4-16译码器，若使能端有效，当输入代码为1010时，输出端哪一位为低电平？（）A.Y10B.Y6C.Y14D.Y28、在数字逻辑中，若要将一个8位的二进制数进行编码，使其编码后的位数最少，可采用：（）A.8421BCD码B.格雷码C.余3码D.原码9、考虑一个数字电路中的锁存器，它能够在特定条件下存储数据。以下哪种情况下锁存器可能会丢失存储的数据？（）A.电源故障B.控制信号异常C.长时间未刷新D.以上情况都可能导致数据丢失10、在数字逻辑设计中，若要使用PLA（可编程逻辑阵列）实现一个特定的逻辑功能，首先需要进行什么操作？（）A.编程B.布线C.绘制逻辑图D.以上都不是11、在数字逻辑中，若要实现将输入的4位二进制数扩大两倍的功能，以下哪种电路设计是可行的？（）A.在原数左边添加两个0B.将原数左移一位C.将原数与自身相加D.对原数进行取反操作12、在数字逻辑的理论基础中，以下关于布尔代数基本定律的描述，不正确的是（）A.布尔代数的基本定律包括交换律、结合律和分配律B.这些定律是数字逻辑运算和化简的基础C.布尔代数的定律在所有情况下都适用，没有任何限制D.违反布尔代数定律可能导致逻辑错误13、当研究数字逻辑中的只读存储器（ROM）时，假设需要存储一个8×8的真值表。以下关于ROM的容量和地址线、数据线的数量，哪个是正确的（）A.容量为64位，地址线8条，数据线8条B.容量为8位，地址线64条，数据线1条C.容量为64位，地址线3条，数据线8条D.容量为8位，地址线8条，数据线1条14、考虑到一个数字通信系统中的纠错编码，假设采用了卷积码进行纠错。卷积码通过在编码过程中引入冗余信息来提高纠错能力。以下关于卷积码的描述，哪个是正确的？（）A.编码和解码过程简单B.纠错能力有限C.适用于短数据块D.是一种分组码15、在数字逻辑中，数字集成电路按照集成度可以分为不同的类型。假设我们正在了解数字集成电路。以下关于数字集成电路的描述，哪一项是不正确的？（）A.小规模集成电路（SSI）通常包含几个到十几个逻辑门B.中规模集成电路（MSI）包含几十个到几百个逻辑门C.大规模集成电路（LSI）包含几百个到几千个逻辑门D.随着集成度的提高，数字集成电路的性能和可靠性会逐渐降低二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明数字逻辑中数据选择器和数据分配器的低功耗设计策略，如电源门控和动态电压频率调整。2、（本题5分）说明卡诺图在逻辑函数化简中的作用和使用方法，并举例说明如何通过卡诺图化简一个复杂的逻辑函数。3、（本题5分）深入分析在数字逻辑电路的信号传输延迟计算中，考虑的因素和计算方法。4、（本题5分）详细说明数字逻辑中比较器的精度和速度之间的权衡，举例说明在不同应用中对比较器性能的要求。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现两个2位二进制数的乘法运算。分析乘法运算的步骤，使用逻辑门和组合电路实现，并通过示例计算验证其正确性。思考该电路在数字信号处理和图像处理中的应用场景。2、（本题5分）有一个数字控制系统中的模糊控制器模块，用于处理模糊的输入信息和产生模糊的控制输出。分析模糊控制的原理和推理方法，设计相应的数字电路实现模糊控制功能。探讨如何定义模糊集合和模糊规则以适应不同的控制对象。3、（本题5分）用数字逻辑实现一个简单的数字信号压缩感知电路。深入分析压缩感知的原理和算法，解释如何通过数字逻辑实现信号的采样和压缩，研究恢复算法和压缩效果。4、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个4位的除法器，能够将一个4位二进制数除以一个2位二进制数。详细描述除法运算的算法和逻辑实现，通过示例计算进行验证，并画出逻辑电路图。思考该除法器在数字计算和控制系统中的应用和限制。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现一个4位的循环移位寄存器。详细说明循环移位的逻辑操作，包括左移和右移。分析在移位过程中如何保持数据的完整性和正确性，以及如何通过控制信号选择移位方向和移位位数。四、设计题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）设计一个能对输入的四位二进制数进行格雷码编码的电路，画出逻辑图和编码原理。2、（本题10分）用D触发器