安徽大学《数字产品交互设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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页安徽大学《数字产品交互设计》

2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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1分，共20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，需要存储一位二进制信息。以下哪种存储元件可以实现这个功能，并且具有简单可靠的特点？（）A.触发器，能够保持状态B.寄存器，多位存储单元C.计数器，用于计数操作D.译码器，将输入编码转换为输出2、考虑一个数字系统中的译码器，它需要将4位的二进制输入译码为16个输出信号。以下哪种译码器的实现方式可能是最常见的？（）A.2-4译码器级联B.3-8译码器级联C.使用与非门构建译码逻辑D.利用或门实现译码功能3、在数字逻辑的组合逻辑电路分析中，假设给定一个复杂的组合逻辑电路的真值表。以下哪种方法可以帮助快速确定其逻辑表达式（）A.观察法B.卡诺图法C.试错法D.以上方法都不可靠4、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5、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6、或门是数字逻辑中的另一种基本逻辑门。对于或门的特性和应用，以下说法不正确的是（）A.或门的逻辑功能是只要有一个输入为高电平，输出就为高电平B.或门常用于实现加法运算C.或门的逻辑表达式为Y=A∨BD.或门的输出只取决于当前的输入，与之前的输入状态无关7、在数字逻辑中，异步复位和同步复位是两种常见的复位方式。假设一个时序电路，在复位信号有效的情况下，以下哪种复位方式能够更可靠地将电路状态初始化？（）A.异步复位B.同步复位C.两者效果相同D.取决于具体电路8、对于一个由与门、或门和非门组成的组合逻辑电路，输入信号发生变化后，输出信号的稳定时间取决于什么？（）A.门的数量B.门的类型C.信号的传输路径D.以上都是9、在数字逻辑的教学和学习中，实验环节是非常重要的。以下关于数字逻辑实验的描述，正确的是（）A.数字逻辑实验可以帮助学生更好地理解理论知识，提高动手能力B.实验中只需要按照实验指导书的步骤进行操作，不需要思考和创新C.数字逻辑实验的结果一定是准确无误的，不会出现任何问题D.数字逻辑实验设备的先进程度决定了实验教学的质量和效果10、数据选择器可以从多个输入数据中选择一个输出。假设有一个4选1数据选择器，其选择控制端为S1S0，输入数据为D0、D1、D2、D3。当S1S0=10时，输出的数据为：（）A.D0B.D1C.D2D.D311、已知一个数字系统的时钟周期为20ns，若要传输一个16位的数据，需要多长时间？（）A.320nsB.160nsC.80nsD.40ns12、在数字逻辑中，要用PLA（可编程逻辑阵列）实现一个4输入2输出的逻辑函数，需要多少个可编程的与阵列单元？（）A.4B.8C.16D.3213、数字逻辑中的计数器可以按照不同的进制进行计数。一个六进制计数器，需要几个触发器来实现？（）A.三个B.四个C.不确定D.根据计数器的类型判断14、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15、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16、当研究数字逻辑中的竞争与冒险时，假设一个电路在特定输入条件下出现了尖峰脉冲。以下哪种情况可能会加剧这种竞争与冒险现象？（）A.输入信号变化速度快B.逻辑门的传输延迟小C.电路中的逻辑门数量少D.电源电压波动大17、在数字电路中，若要实现一个能将输入的8位二进制数乘以2的电路，以下哪种方法较为简便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通过逻辑运算D.以上都不是18、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为电路设计提供了更大的灵活性。以下关于PLD的描述，错误的是（）A.PLD可以通过编程来实现不同的逻辑功能B.CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）是常见的PLD类型C.PLD的编程过程复杂，需要专业的硬件知识和工具D.一旦对PLD进行编程，其逻辑功能就不能再更改19、在数字系统中，能够根据地址选择信号将输入数据分配到不同输出端的电路是？（）A.编码器B.译码器C.数据分配器D.数据选择器20、数字逻辑中的全加器可以实现三个一位二进制数的相加。一个全加器的输入为A=1，B=0，进位C_in=1，那么输出的和S和进位C_out分别是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不确定D.根据其他因素判断二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明在多路选择器的容错设计中，如何实现故障自诊断和自恢复功能。2、（本题5分）在数字系统中，解释如何利用数字逻辑实现数字信号的加密和解密，分析常见加密算法在数字逻辑中的实现方式。3、（本题5分）阐述数字逻辑中时序逻辑电路的状态图绘制方法和状态分配原则，通过实际例子说明如何根据功能要求绘制准确的状态图。4、（本题5分）阐述数字逻辑中计数器的多相位时钟设计和应用，分析其在同步系统中的作用和优势。5、（本题5分）阐述数字逻辑中编码器和译码器的噪声容限和抗干扰能力，分析其在恶劣环境下的应用。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，能够进行三个8位二进制数的加法运算，并输出结果和进位。2、（本题5分）利用逻辑门设计一个逻辑电路，用于实现特定的信号放大功能。3、（本题5分）设计一个数据选择器，根据20个控制信号从1048576个输入数据中选择一个输出。4、（本题5分）设计一个数字电路，能够将输入的8位二进制数拆分为两个4位二进制数，并分别进行加法运算，输出结果为8位二进制数，画出逻辑电路图。5、（本题5分）使用T触发器设计一个异步时序逻辑电路，实现一个10位双向移位寄存器，画出状态转换图和电路。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）利用数字逻辑设计一个数字温度传感器接口电路，能够读取和处理温度传感器的输出信号。详细阐述接口电路的设计要求、信号调理和转换逻辑，分析温度测量的精度和稳定性。2、（本题10分）设计一个数字电路，能够实现一个16