泸州职业技术学院《数字逻辑与数字系统课程设计》2023-2024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页泸州职业技术学院《数字逻辑与数字系统课程设计》

2023-2024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20个小题，每小题2分，共40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、假设正在研究数字逻辑电路中的时序违规问题，即信号的建立时间和保持时间不满足要求。这可能导致电路的功能错误或不稳定。为了检测和解决时序违规，以下哪种方法是常用且有效的？（）A.静态时序分析B.动态时序仿真C.逻辑综合优化D.以上都是2、在数字系统中，数制转换是常见的操作。以下关于数制转换的描述，不正确的是（）A.可以通过除基取余法将十进制转换为二进制B.二进制转换为八进制时，每三位二进制数对应一位八进制数C.十六进制转换为十进制可以通过位权相加法D.不同数制之间的转换总是精确无误的3、考虑数字电路中的比较器，假设需要比较两个8位二进制数的大小。以下哪种比较器结构在速度和复杂度上能够取得较好的平衡？（）A.串行比较器B.并行比较器C.分级比较器D.以上比较器均可4、对于数字逻辑中的ROM（只读存储器），假设需要存储一个固定的查找表。以下哪种ROM类型在成本和性能上能够达到较好的平衡？（）A.掩膜ROMB.PROMC.EPROMD.EEPROM5、在数字逻辑中，布尔代数是基础理论之一。假设我们正在研究一个逻辑电路的表达式化简。以下关于布尔代数的描述，哪一项是不准确的？（）A.布尔代数中的基本运算包括与（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布尔代数的定律和规则可以用于简化逻辑表达式，减少逻辑门的数量C.布尔代数中的德摩根定律表明，对一个逻辑表达式取反时，与运算和或运算会相互转换D.布尔代数只能用于处理二值逻辑，即0和1，无法处理多值逻辑6、在数字电路中，施密特触发器具有回差特性。关于施密特触发器的应用，以下说法不正确的是（）A.施密特触发器可以用于波形整形B.施密特触发器可以用于脉冲鉴幅C.施密特触发器可以用于消除干扰信号D.施密特触发器只能用于数字电路，不能用于模拟电路7、在数字电路中，使用移位寄存器实现串行数据到并行数据的转换，若要转换8位数据，需要多少个时钟脉冲？（）A.1B.8C.16D.328、在数字电路中，需要对数字信号进行编码以提高传输效率和抗干扰能力。假设采用曼彻斯特编码方式传输一个二进制数据序列，以下关于曼彻斯特编码的特点，哪个描述是正确的？（）A.每个时钟周期都有跳变B.编码效率高C.容易实现同步D.抗干扰能力差9、逻辑函数的化简是数字逻辑设计中的重要环节。在化简逻辑函数时，以下方法不常用的是（）A.公式法，运用逻辑代数的基本公式和定律进行化简B.卡诺图法，通过图形的方式直观地化简逻辑函数C.真值表法，根据输入输出的真值表来化简D.试探法，随机尝试不同的组合来找到最简形式10、在数字逻辑中，数制的转换是一项基本的操作。将十进制数转换为二进制数时，以下方法错误的是（）A.除2取余法，将每次的余数从右往左排列B.不断将十进制数除以2，直到商为0C.可以先将十进制数转换为八进制，再将八进制转换为二进制D.直接按照二进制的位权展开计算11、已知一个编码器有8个输入信号，需要对其进行编码，则输出的二进制代码至少需要几位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位12、在数字系统中，计数器的级联可以实现更大范围的计数。例如，将两个4位计数器级联，可以得到一个8位计数器。在级联时，需要注意低位计数器的进位信号连接到高位计数器的计数输入端。当低位计数器从1111计数到0000时，会产生一个进位信号。以下关于计数器级联的描述，正确的是：（）A.级联后的计数器计数速度变慢B.级联后的计数器的最大计数值不变C.级联后的计数器的时钟信号相同D.级联后的计数器的工作方式不变13、若一个D/A转换器的分辨率为0.01V，满量程输出为10V，则其输入数字量的位数至少为：（）A.8位B.10位C.12位D.16位14、在数字逻辑电路中，竞争和冒险现象可能会导致输出出现不稳定的情况。假设一个组合逻辑电路中存在竞争冒险，为了消除这种现象，可以采取以下哪种措施？（）A.增加冗余项B.改变电路的逻辑结构C.引入滤波电容D.以上方法都可以有效地消除竞争冒险15、假设正在设计一个数字电路，用于实现一个简单的有限状态机（FSM）。如果状态数量较少，并且状态转换关系明确，以下哪种方法描述FSM是最直观和易于理解的？（）A.状态转换图B.状态转换表C.用硬件描述语言编写代码D.以上方法的直观性和易理解性相同16、假设要设计一个数字电路，用于实现一个高速的加法器，并且对面积和功耗有一定的限制。在这种情况下，以下哪种加法器结构是最合适的选择？（）A.ripplecarryadder（行波进位加法器）B.carrylookaheadadder（超前进位加法器）C.carryselectadder（进位选择加法器）D.以上加法器结构都不满足要求，需要新的设计方法17、已知逻辑函数F=(A+B')(C+D')，用摩根定律展开后为？（）A.A'C+A'D'+B'C+B'D'B.A'C+A'D'+BC+BDC.AC'+AD'+B'C'+B'D'D.AC'+AD'+BC'+BD'18、对于一个同步时序逻辑电路，若时钟脉冲的频率为100MHz，那么其状态更新的周期是多少纳秒？（）A.10B.100C.1000D.1000019、在数字系统中，能够根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据选择器D.数据分配器20、在数字逻辑中，若要实现逻辑函数F=A⊕B⊕C，最简的表达式为：（）A.ABC+A'B'C'B.AB'+A'BC.(A⊕B)⊕CD.A+B+C二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细阐述在加法器的面积效率提升中，如何通过逻辑优化减少芯片面积。2、（本题5分）详细说明数字逻辑中加法器和减法器的低电压设计技术，分析其在降低功耗和提高集成度方面的优势。3、（本题5分）在数字电路中，解释如何分析数字逻辑电路的时序裕量，以及如何通过调整电路参数来增加时序裕量。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个全加器，能够进行两个4位二进制数的加法运算，并输出结果和进位。2、（本题5分）用逻辑门设计一个能实现两个6位二进制数加法运算（考虑进位）的电路，画出逻辑图和真值表。3、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的17位二进制数转换为格雷码，给出逻辑表达式和电路连接。4、（本题5分）设计一个能对输入的5位二进制数进行奇偶校验的逻辑电路，输出校验结果，给出逻辑表达式和电路图。5、（本题5分）使用计数器和数据选择器设计一个能产生多种不同频率脉冲信号的电路，画出逻辑图和频率分析。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）设计一个数字逻辑电路，将BCD码转换为七段数码管显