北京舞蹈学院《数字逻辑电路及》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数字逻辑电路及》2023-2024学年第二学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、时序逻辑电路与组合逻辑电路不同，它具有记忆功能，能够存储过去的输入信息。以下关于时序逻辑电路的描述，错误的是（）A.触发器是时序逻辑电路的基本存储单元，常见的有D触发器、JK触发器等B.时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还与电路的过去状态有关C.时序逻辑电路可以用状态转换图、状态表等方式进行描述D.时序逻辑电路的设计比组合逻辑电路简单，不需要考虑复杂的时序关系2、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3、对于一个由与门和或门组成的组合逻辑电路，若输入信号发生变化，输出信号的变化是否存在延迟？（）A.是B.否C.不确定D.取决于电路结构4、在组合逻辑电路设计中，若要实现两个两位二进制数相加，并产生进位输出，以下哪种逻辑门组合是最合适的？（）A.与门和或门B.异或门和与门C.或门和非门D.同或门和或门5、考虑一个数字系统，需要生成一个固定频率和占空比的方波信号。如果要求精度较高，以下哪种电路或器件最适合用于实现这个功能？（）A.555定时器B.石英晶体振荡器C.施密特触发器D.以上器件都无法满足要求6、计数器不仅可以进行加法计数，还可以进行减法计数或者可逆计数。在一个可逆计数器中，可以通过控制信号来决定计数的方向。当控制信号为1时进行加法计数，为0时进行减法计数。假设初始值为5，控制信号先为1计数3次，再为0计数2次，计数器的最终值为：（）A.6B.7C.8D.97、在数字逻辑中，组合逻辑电路的输出仅仅取决于当前的输入。以下关于组合逻辑电路特点的描述中，错误的是（）A.不包含记忆元件B.输出与电路过去的状态无关C.可以实现复杂的逻辑功能，如加法器和编码器D.其输出会随着输入的变化而立即变化，没有延迟8、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9、考虑到一个数字通信系统中的纠错编码，假设采用了卷积码进行纠错。卷积码通过在编码过程中引入冗余信息来提高纠错能力。以下关于卷积码的描述，哪个是正确的？（）A.编码和解码过程简单B.纠错能力有限C.适用于短数据块D.是一种分组码10、假设在一个智能家电控制系统中，需要根据用户的设定和环境条件来自动控制各种设备的运行状态。例如，根据室内温度自动调节空调的制冷或制热，根据光线强度自动控制灯光的亮度。为了实现这种智能控制逻辑，以下哪种数字逻辑器件能够提供灵活且可靠的解决方案？（）A.可编程逻辑控制器（PLC）B.复杂可编程逻辑器件（CPLD）C.现场可编程门阵列（FPGA）D.专用集成电路（ASIC）11、考虑一个数字系统中的编码器，它需要将8个输入信号编码为3位的二进制代码输出。以下哪种编码器能够满足这个要求，并且具有较高的编码效率？（）A.普通编码器，任何时刻只允许一个输入有效B.优先编码器，允许同时多个输入，但优先编码优先级高的C.二进制编码器，直接将输入转换为二进制D.十进制编码器，将十进制输入编码为二进制12、加法器是数字电路中进行加法运算的重要部件。在半加器和全加器中，以下说法不正确的是（）A.半加器不考虑低位的进位，而全加器需要考虑B.多个半加器可以组合成一个全加器C.全加器的进位输出只与当前的输入有关，与之前的运算结果无关D.半加器和全加器都可以用逻辑门实现13、已知一个逻辑函数的表达式为F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，则F的值为？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对14、在数字音频处理中，数字逻辑也有一定的应用。以下关于数字音频处理中数字逻辑的描述，错误的是（）A.音频的采样、量化和编码可以通过数字逻辑电路来完成B.数字滤波器可以用于音频信号的滤波处理，改善音质C.数字音频的存储和传输离不开数字逻辑的支持D.数字逻辑在数字音频处理中的作用不大，主要依靠模拟电路15、在数字逻辑中，要用VHDL语言描述一个4位的计数器，以下哪种结构是合适的？（）A.进程结构B.函数结构C.结构体D.以上都可以16、在数字系统中，总线是用于传输数据和控制信号的公共通道。关于总线的特点和类型，以下说法不正确的是（）A.总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线B.总线的带宽决定了数据传输的速度C.并行总线比串行总线的数据传输速度快D.总线上的设备可以同时发送和接收数据17、对于一个用ROM实现的逻辑函数，若要改变其功能，需要进行什么操作？（）A.重新编程B.更换芯片C.调整输入D.以上都不是18、在数字逻辑电路的竞争冒险现象中，当输入信号发生变化时，可能会导致输出出现短暂的错误脉冲。假设一个逻辑电路存在竞争冒险，以下哪种方法可以有效地消除这种现象（）A.增加冗余项B.减少逻辑门的数量C.改变输入信号的频率D.以上方法都不能消除竞争冒险19、在数字逻辑电路中，数据选择器可以根据多个控制信号选择不同的输入数据。一个16选1数据选择器，需要多少个控制信号？（）A.4个B.5个C.不确定D.根据数据选择器的类型判断20、在数字逻辑中，移位寄存器不仅可以存储数据，还可以实现数据的移位操作。以下关于移位寄存器的移位方式，错误的是（）A.左移时，数据依次向左移动，最高位丢失B.右移时，数据依次向右移动，最低位丢失C.循环左移时，最高位移动到最低位D.移位寄存器只能进行单向移位，不能同时进行左移和右移21、对于一个由与非门组成的基本逻辑电路，若输入为A=1，B=0，则输出为：（）A.1B.0C.不确定D.取决于其他输入22、若要对一个8位的二进制数进行奇偶校验，当其中1的个数为奇数时输出1，则校验位的逻辑表达式应为：（）A.校验位=异或（所有位）B.校验位=与（所有位）C.校验位=或（所有位）D.校验位=非（所有位）23、在数字系统中，常常需要将数字信号进行编码以提高传输效率和可靠性。格雷码是一种常见的编码方式，其特点是相邻的两个编码之间只有一位发生变化。从二进制编码000转换为格雷码，结果为：（）A.000B.001C.010D.01124、在数字逻辑中，若要设计一个能判断两个4位二进制数是否相等的电路，最少需要使用几个异或门？（）A.4个B.8个C.12个D.16个25、对于一个16进制计数器，要实现从0计数到F，需要多少个时钟脉冲？（）A.15B.16C.31D.32二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述数字逻辑中移位寄存器的移位模式控制和灵活的数据处理方式，举例说明在数据变换中的应用。2、（本题5分）解释什么是数字逻辑中的码制，常见的码制有哪些，如BCD码、格雷码等。3、（本题5分）详细说明在译码器的复杂逻辑功能实现中，如何通过组合多个译码器完成特定任务。4、（本题5分）详细阐述在数字逻辑运算中，与、或、非、异或等基本逻辑运算的真值表和逻辑表达式。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个能将格雷码转换为二进制码的转换电路，用逻辑门实现，画出逻辑图和真值表。2、（本题5分）使用计数器和移位寄存器设计一个能实现数据随机移位和存储的电路，画出逻辑图和操作模式。3、（本题5分）利用加法器和移位寄存器设计一个能实现数据左移并相加的电路，画出逻辑图和操作步骤。4、（本题5分）利用译码器和触发器设计一个能实现彩灯循环闪烁控制的电路，画出逻辑图和闪烁模式。5、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，判断一个18位二进制数是否满足特定的数列条件。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）设计一个数字逻辑电路，实现一个5位的数值比较器，能够判断两个输入数的大小关系，并输出相应的标志位。详细描述比较器的逻辑功能和实现方法，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。思考该比较器在排序算法和数据处理中的优化和扩展。2、（本题10分）在一个数字电路系统中，有两个输入信号A和B，