山西财贸职业技术学院《数字逻辑与数字系统设计》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页山西财贸职业技术学院《数字逻辑与数字系统设计》

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2分，共30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、对于一个JK触发器，若J=K=1，在时钟脉冲作用下，其输出状态？（）A.置0B.置1C.保持不变D.翻转2、在一个数字电路中，出现了信号的延迟问题，影响了电路的性能。以下哪种方法可能有助于减少信号延迟？（）A.优化电路布局，减少连线长度B.选择速度更快的逻辑器件C.采用流水线技术，将复杂操作分解为多个阶段D.以上方法都可以尝试3、译码器是组合逻辑电路的一种，能够将输入的编码转换为对应的输出信号。对于译码器的功能和特点，以下描述错误的是（）A.译码器可以将二进制代码转换为特定的输出信号，常用于数字显示、地址译码等B.二进制译码器的输入代码位数和输出信号的数量之间存在固定的关系C.译码器的输出通常是相互独立的，一个时刻只有一个输出有效D.译码器的设计和实现相对简单，不需要考虑复杂的逻辑关系4、对于数字逻辑中的可编程逻辑器件（PLD），假设需要实现一个复杂的数字逻辑功能。以下哪种PLD类型在灵活性和集成度方面具有优势？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA5、在数字逻辑中，计数器是一种用于计数的时序逻辑电路。以下关于计数器的描述，不准确的是（）A.计数器可以按照递增或递减的方式进行计数B.同步计数器的所有触发器在同一时钟脉冲作用下同时翻转C.异步计数器的各触发器的时钟脉冲不同，导致计数速度较慢D.计数器的计数容量只取决于触发器的数量，与电路结构无关6、已知一个计数器的计数模为16，若要实现一个模为8的计数器，可以通过？（）A.改变计数器的时钟频率B.对计数器的输出进行适当的反馈C.增加计数器的位数D.以上都不对7、当研究数字逻辑中的计数器的编码方式时，格雷码在某些情况下具有独特的优势。假设在一个对计数顺序准确性要求较高的系统中，使用格雷码的主要原因是（）A.编码简单B.相邻计数状态只有一位变化C.可以表示更多的状态D.便于进行数值运算8、考虑到一个数字图像处理系统，需要对图像进行边缘检测、特征提取等操作。这些操作通常基于特定的逻辑运算和算法实现。为了提高图像处理的速度和精度，以下哪种数字逻辑架构最适合用于图像的并行处理？（）A.多核处理器架构B.图形处理单元（GPU）架构C.专用数字信号处理器（DSP）架构D.以上都是9、对于一个T触发器，当T输入端为高电平时，在时钟脉冲的上升沿到来时，触发器的状态会发生怎样的变化？（）A.置0B.置1C.翻转D.保持不变10、在数字逻辑中，锁存器和触发器都可以存储数据，但它们在工作方式上有一定的区别。锁存器在使能信号有效时，数据可以随时写入；而触发器只有在时钟沿到来时，数据才会被写入。以下关于锁存器和触发器的描述，错误的是：（）A.锁存器的抗干扰能力比触发器强B.触发器比锁存器更适合用于同步系统C.锁存器和触发器都可以用于存储一位数据D.锁存器的功耗一般比触发器低11、假设要设计一个数字电路来产生一个周期性的脉冲信号，脉冲宽度和周期可以调整。以下哪种电路元件或模块可能是最关键的？（）A.计数器，通过设置计数值来控制脉冲的周期B.寄存器，用于存储脉冲的状态C.比较器，比较输入值来产生脉冲D.编码器，将输入信号转换为特定的编码输出12、数字逻辑中的译码器可以将输入的二进制代码转换为特定的输出信号。一个3线-8线译码器，当输入为特定的二进制代码时，有几个输出为高电平？（）A.一个B.两个C.不确定D.根据具体情况判断13、假设要设计一个数字电路来判断一个8位二进制数是否为偶数。在实现这个功能时，需要考虑逻辑门的使用和电路的简化。以下哪种方法可能是最直接有效的？（）A.对二进制数的最低位进行判断，如果为0则是偶数，使用一个与门即可B.将二进制数除以2，判断余数是否为0，需要使用复杂的除法电路C.对二进制数进行逐位与运算，根据结果判断，会使用较多的逻辑门D.先将二进制数转换为十进制，再判断是否能被2整除，涉及复杂的转换电路14、在数字逻辑中，数值比较器用于比较两个数字的大小。以下关于数值比较器功能的描述中，不正确的是（）A.可以比较两个多位二进制数的大小B.输出包括大于、小于和等于三种情况C.比较器的位数决定了能够比较的数字的范围D.数值比较器只能比较同进制的数字15、在数字逻辑中，时序逻辑电路与组合逻辑电路的重要区别在于时序逻辑电路具有记忆功能。以下关于时序逻辑电路特点的描述中，正确的是（）A.输出不仅取决于当前输入，还取决于电路的过去状态B.通常包含触发器等存储元件C.其行为可以用状态转换图和状态表来描述D.以上都是二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明在数字逻辑中竞争和冒险现象产生的原因，以及如何避免或消除这种现象。2、（本题5分）阐述数字逻辑中移位寄存器的并行输出和串行输出的转换方法，举例说明在不同数据接口中的应用。3、（本题5分）解释在数字电路中如何处理信号的毛刺，通过滤波或其他方法减少其影响。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个译码器电路，能够将4位二进制输入转换为16个输出信号。全面分析译码器的逻辑功能、内部结构和工作原理，讨论如何通过增加使能控制端来提高译码器的灵活性和实用性。2、（本题5分）给定一个数字系统中的时钟分配网络，需要将一个主时钟信号分配到多个子模块。分析时钟分配的要求和挑战，如时钟偏差和抖动。设计相应的数字电路实现时钟的分配和同步，探讨如何保证各个子模块能够准确地接收和使用时钟信号。3、（本题5分）有一个数字电路，使用D触发器和计数器实现脉冲宽度调制（PWM）功能。分析PWM的原理和参数设置，给出触发器和计数器的配置和逻辑连接，画出时序图进行解释。讨论该电路在电源管理和电机控制中的应用。4、（本题5分）有一个数字系统中的数据缓存模块，需要实现数据的暂存和读取功能。分析缓存的工作原理和读写控制逻辑，设计相应的数字电路实现缓存功能。探讨如何优化缓存的容量和读写速度以满足系统的性能要求。5、（本题5分）给定一个数字系统的时序图，分析各个信号之间的时序关系，确定关键路径和建立保持时间的要求。根据时序分析结果，调整电路的设计或优化时钟频率，以确保系统能够正常工作。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个能检测输入的二十八位二进制数中是否