无锡职业技术学院《数字逻辑实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《数字逻辑实验》2023-2024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、数字逻辑是计算机科学与技术的重要基础，它涉及到数字电路的设计和分析。以下关于数字逻辑中数制的描述，错误的是（）A.二进制是计算机中最常用的数制，只有0和1两个数字B.八进制由0-7这8个数字组成，逢8进1C.十进制是我们日常生活中最常用的数制，逢10进1D.十六进制由0-9和A-F组成，其中A-F分别表示10-15，逢16进1，在数字逻辑中，十六进制常用于表示二进制数，以方便阅读和书写2、当设计一个数字逻辑电路来实现一个乘法运算时，假设输入为两个4位二进制数。以下哪种方法可能是实现该乘法运算的可行途径（）A.使用加法器和移位寄存器B.仅使用逻辑门搭建C.利用计数器实现D.以上方法都不可行3、考虑一个具有异步清零和同步置数功能的计数器，当清零信号有效时，计数器的状态将：（）A.立即变为0B.在时钟上升沿变为0C.保持不变D.不确定4、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5、在数字逻辑的总线结构中，假设一个系统有多组数据需要通过同一组总线传输。为了避免数据冲突，以下哪种机制是常用的解决方案？（）A.三态门B.锁存器C.寄存器D.计数器6、在数字图像处理中，数字逻辑可以用于图像的增强、压缩等操作。以下关于数字图像处理中数字逻辑的描述，错误的是（）A.可以使用数字逻辑电路对图像的像素值进行运算，实现图像增强B.图像压缩算法可以通过数字逻辑电路来实现，提高压缩效率C.数字逻辑在数字图像处理中的应用效果不如传统的图像处理方法D.数字逻辑的高速处理能力有助于实时处理图像数据7、在数字逻辑电路的设计中，假设我们正在构建一个用于控制工业生产线的逻辑系统。该系统需要根据多个传感器的输入信号来决定生产线的启动、停止和速度调整。其中，传感器提供的信号包括温度、压力和位置等信息。为了准确处理这些输入并生成相应的控制信号，需要选择合适的逻辑门组合。以下哪种逻辑门组合最有可能满足这个复杂的控制需求？（）A.与门和或门B.或门和非门C.与非门和或非门D.异或门和同或门8、在一个数字电路中，需要判断两个4位二进制数是否相等。以下哪种逻辑电路的设计可能是最简的？（）A.使用异或门对两个数的每一位进行比较，然后将结果进行与运算B.对两个数逐位进行减法运算，判断结果是否为0C.将两个数转换为十进制，然后进行比较，需要复杂的转换电路D.对两个数进行按位与和按位或运算，根据结果判断9、考虑一个数字系统，需要对一个8位二进制数进行加法运算。为了实现这个功能，可以使用多种加法器结构，如半加器、全加器等。如果要设计一个快速的8位并行加法器，以下哪种方法是最有效的？（）A.依次使用8个半加器串联B.依次使用8个全加器串联C.使用多个全加器并行连接，构成超前进位加法器D.先使用半加器，再使用全加器，混合串联10、数字逻辑中的数据选择器可以根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出。假设一个4选1数据选择器，控制信号为S1S0，输入为D0、D1、D2、D3。当S1S0=10时，输出应该是哪个输入数据？（）A.D0B.D1C.D2D.D311、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12、想象一个数字系统中，需要对输入的模拟信号进行数字化处理。以下哪个步骤可能是最先需要进行的？（）A.采样，按照一定的时间间隔获取模拟信号的样本值B.量化，将采样得到的模拟值转换为离散的数字值C.编码，对量化后的数字值进行编码，以便存储和传输D.滤波，去除模拟信号中的噪声13、在数字电路中，若要实现一个能将输入的8位二进制数除以4的电路，以下哪种方法可行？（）A.右移两位B.使用除法器芯片C.通过逻辑运算D.以上都不是14、在数字逻辑中，数字系统的可靠性和稳定性是非常重要的。以下关于提高数字系统可靠性的方法，错误的是（）A.采用冗余技术，增加备份部件B.优化电路设计，减少竞争冒险C.提高电源稳定性，减少电源噪声D.为了降低成本，可以使用质量较差的元器件15、在数字逻辑中，提高数字电路的可靠性可以采用多种措施。以下措施中，不能提高数字电路可靠性的是（）A.采用冗余设计B.优化电路布局和布线C.提高工作电压D.选用高质量的元器件二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（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。2、（本题5分）说明在数字系统中如何进行数据的并串转换和串并转换，以及其应用场景。3、（本题5分）详细说明数字逻辑中异步时序电路和同步时序电路的区别，举例说明它们在不同应用场景中的优缺点。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）有一个数字控制系统，需要根据输入的多个传感器数据和设定的阈值来产生控制信号。分析系统的控制逻辑和算法，设计相应的数字电路实现控制功能。探讨如何根据实际需求调整阈值和控制策略，以保证系统的稳定性和响应速度。2、（本题5分）给定一个数字通信系统中的纠错编码模块，如汉明码。分析汉明码的编码和解码原理，设计相应的数字电路实现纠错功能。探讨如何在有限的资源下选择合适的纠错编码方式和提高纠错能力。3、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个4位的二进制乘法器，采用阵列乘法的方法。详细描述乘法运算的逻辑实现，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。思考该乘法器在数字计算中的性能和面积开销。4、（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。5、（本题5分）给定一个数字图像处理系统中的图像缩放模块，需要对输入的图像进行放大或缩小处理。分析图像缩放的算法和原理，如双线性插值、最近邻插值等。设计相应的数字电路实现图像缩放功能，探讨如何提高缩放后的图像质量。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本