上海震旦职业学院《数字模型设计与制作》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页上海震旦职业学院

《数字模型设计与制作》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、在数字电路中，若要将一个频率为100kHz的方波信号分频为10kHz的方波信号，需要几级分频电路？（）A.3B.4C.5D.102、数字逻辑中的加法器是重要的运算单元。假设要设计一个4位二进制加法器，使用全加器来实现。在考虑进位传递时，以下哪种方法能够有效地减少电路的延迟和复杂度？（）A.串行进位B.并行进位C.分组进位D.不考虑进位，直接相加3、当研究数字电路中的冒险现象时，假设一个电路在特定输入组合下产生了毛刺。以下哪种技术可以有效地消除这些毛刺？（）A.增加冗余项B.使用滤波电容C.改变电路结构D.以上技术均可4、在数字逻辑中，编码器用于将输入的信号转换为特定的编码输出。以下关于编码器的描述，错误的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误的输出B.优先编码器会对输入的优先级进行判断，优先处理优先级高的输入C.二进制编码器可以将多个输入信号编码为二进制代码输出D.编码器的输入数量和输出代码的位数是固定不变的，不能根据需要进行调整5、数字逻辑中的加法器可以分为半加器和全加器。半加器和全加器的主要区别是什么？（）A.半加器不考虑进位输入，全加器考虑进位输入B.半加器的运算速度快，全加器的运算速度慢C.不确定D.半加器和全加器没有区别6、数字逻辑中的比较器用于比较两个数字的大小。假设设计一个4位比较器，比较两个无符号数A和B。当A=1010，B=1100时，输出结果是什么？（）A.A>BB.A<BC.A=BD.不确定7、在数字逻辑电路的功耗优化中，假设一个移动设备中的数字电路需要降低功耗以延长电池寿命。可以从电路结构、工作电压和时钟管理等多个方面进行优化。以下哪种功耗优化策略在移动设备中通常能够带来最显著的效果？（）A.电源门控B.多阈值电压技术C.动态时钟门控D.以上都是8、考虑一个数字系统，需要对输入的模拟信号进行数字化处理。在这个过程中，首先需要进行采样和量化。如果要提高数字化的精度，以下哪种措施是关键的？（）A.增加采样频率B.提高量化的位数C.优化采样保持电路D.以上措施都对提高精度有同等重要的作用9、在数字系统中，时钟信号的质量对系统的性能至关重要。以下关于时钟信号的描述，不正确的是（）A.时钟信号的频率决定了系统的工作速度B.时钟信号的占空比会影响数字电路的功耗和性能C.时钟信号的抖动和偏移会导致数字电路的误操作D.时钟信号可以由任何一个逻辑门的输出提供，不需要专门的时钟源10、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11、对于一个3位的二进制减法计数器，从初始状态111开始计数，经过5个时钟脉冲后，计数器的状态为：（）A.101B.100C.011D.01012、在数字逻辑电路的设计中，卡诺图是一种用于化简逻辑函数的有效工具。卡诺图通过相邻最小项的合并来实现逻辑函数的化简。对于一个具有4个变量的逻辑函数，其卡诺图中相邻的两个最小项可以合并消去：（）A.0个变量B.1个变量C.2个变量D.3个变量13、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14、已知一个逻辑函数的真值表，用最小项之和的形式表示该函数，其中最小项的个数取决于？（）A.输入变量的个数B.输出变量的个数C.函数的复杂程度D.以上都不是15、对于一个8选1数据选择器，若输入数据为D0-D7，地址选择线为A2A1A0，当A2A1A0=101时，输出的数据将是：（）A.D1B.D3C.D5D.D7二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的竞争-冒险现象的逻辑分析法，以及其应用步骤。2、（本题5分）阐述数字逻辑中加法器和减法器的进位传播延迟分析和优化方法，通过实际电路计算说明其影响。3、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的格雷码计数器，以及它相比普通计数器的优点。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字锁电路，只有输入正确的密码才能解锁。详细阐述锁电路的密码设置、输入验证和解锁控制逻辑，分析如何增强锁电路的安全性和可靠性。2、（本题5分）使用比较器和锁存器设计一个数字电路，能够实现对输入信号的边沿检测和数据锁存。分析边沿检测的原理和锁存器的工作方式，以及如何在电路中准确地捕捉信号的上升沿或下降沿，并可靠地锁存数据。3、（本题5分）有一个数字显示系统，需要将输入的数字信号转换为对应的七段数码管显示编码。分析七段数码管的显示原理和编码规则，设计相应的数字电路实现编码转换。探讨如何处理多位数字的显示和动态扫描显示技术。4、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，将一个10位的二进制数进行格雷码转换，并能够将格雷码转换回二进制码。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。探讨格雷码在数字系统中的优势和应用场景。5、（本题5分）有一个数字通信系统中的扰码和解扰模块，用于增加数据的随机性和抗干扰能力。分析扰码和解扰的算法和原理，设计相应的数字电路实现扰码和解扰功能。探讨如何选择合适的扰码序列和提高系统的抗干扰性能。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）使用T触发器设计一个同步时序逻辑