石家庄工程职业学院《数字化设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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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20个小题，每小题2分，共40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、在数字逻辑中，对于一个时序逻辑电路，其状态转换图是分析和设计的重要工具。假设给定一个状态转换图，以下哪种方法可以最准确地判断该电路的功能是否正确？（）A.对照输入输出关系表进行检查B.进行数学推导和计算C.通过硬件实现并实际测试D.凭借经验和直觉判断2、在数字逻辑中，有限状态机（FSM）是一种用于描述时序逻辑行为的模型。以下关于有限状态机的描述中，正确的是（）A.由状态、输入、输出和状态转换组成B.可以用状态图和状态表来描述C.能够实现复杂的控制逻辑D.以上都是3、对于一个异步时序逻辑电路，与同步时序逻辑电路相比，其主要特点是？（）A.状态转换与时钟脉冲同步B.状态转换不受时钟脉冲控制C.电路结构更简单D.以上都不是4、数字逻辑中的触发器可以存储一位二进制数据。一个T触发器，在时钟上升沿到来时，根据输入T的值确定输出。如果T=1，时钟上升沿到来后，输出会怎样变化？（）A.输出会翻转B.输出会保持不变C.不确定D.根据其他因素判断5、对于一个JK触发器，当J=0，K=1时，在时钟脉冲作用下，其输出状态为？（）A.置0B.置1C.保持不变D.翻转6、数据选择器和数据分配器是常用的组合逻辑电路。以下关于它们的描述，错误的是（）A.数据选择器根据选择控制信号从多个输入数据中选择一个输出B.数据分配器将输入数据按照指定的方式分配到多个输出端C.数据选择器和数据分配器的功能可以相互转换，通过改变输入和输出的连接方式D.数据选择器和数据分配器在实际应用中很少使用，对数字电路的设计影响不大7、假设要设计一个数字电路来实现一个计数器，能够从0计数到15并循环。以下哪种计数器类型可能是最合适的？（）A.异步计数器，结构简单但速度较慢，可能存在计数误差B.同步计数器，速度快，计数准确，但电路复杂C.可逆计数器，能够实现正反向计数，但控制逻辑复杂D.以上计数器类型都可以，效果相同8、考虑数字逻辑中的触发器的类型，JK触发器是一种常见的触发器。假设JK触发器的J和K输入端都为高电平，在时钟脉冲作用下，触发器的状态会如何变化（）A.翻转B.保持不变C.置0D.置19、在数字系统中，数制转换是常见的操作。以下关于数制转换的描述，不正确的是（）A.可以通过除基取余法将十进制转换为二进制B.二进制转换为八进制时，每三位二进制数对应一位八进制数C.十六进制转换为十进制可以通过位权相加法D.不同数制之间的转换总是精确无误的10、已知一个JK触发器的J和K输入端都为1，在时钟脉冲的下降沿，触发器的状态会怎样变化？（）A.置0B.置1C.翻转D.保持不变11、在数字电路的故障诊断中，假设一个电路出现了错误输出，但输入信号正常。以下哪种方法最常用于定位故障所在？（）A.逻辑分析仪检测B.替换可疑元件C.对比正常电路和故障电路D.以上方法结合使用12、考虑一个数字系统中的数据选择器，它需要根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出。假设有4个输入数据和2位的控制信号，以下哪种数据选择器能够实现这个功能？（）A.4选1数据选择器B.8选1数据选择器C.16选1数据选择器D.无法通过现有的数据选择器实现，需要自行设计13、在组合逻辑电路中，若输入信号A从0变为1，同时输入信号B从1变为0，而输出信号在这个过程中没有发生变化，可能的原因是？（）A.存在竞争冒险B.电路设计错误C.输出与输入无关D.以上都有可能14、假设要实现一个数字电路，能够将输入的4位二进制数乘以2。在不使用乘法器芯片的情况下，以下哪种方法可能是可行的？（）A.将二进制数左移一位，低位补0B.通过加法运算实现乘法，需要多次加法操作C.使用逻辑门构建乘法运算电路，复杂且效率低D.无法通过简单的逻辑操作实现乘以2的功能15、已知一个JK触发器的特性方程为Q*=JQ'+K'Q，当J=1，K=1时，在时钟脉冲作用下，触发器实现什么功能？（）A.置0B.置1C.翻转D.保持16、D触发器是一种常见的触发器类型，具有简单的逻辑功能。关于D触发器的工作原理和特点，以下描述错误的是（）A.D触发器在时钟脉冲的上升沿或下降沿将输入数据存储到输出端B.D触发器的输出只取决于当前的输入数据，与之前的状态无关C.D触发器可以通过组合逻辑电路来实现D.D触发器在数字电路中的应用非常广泛，但性能不如其他类型的触发器17、在数字逻辑中，编码器用于将一组输入信号转换为二进制编码输出。例如，一个8线-3线编码器，有8个输入信号，它会将输入的8个信号编码为3位二进制输出。如果同时有多个输入信号有效，以下关于编码器输出的描述，正确的是：（）A.输出是随机的B.输出是无效的C.输出是多个有效编码的组合D.输出是优先级最高的输入信号的编码18、在数字系统中，三态门常用于实现总线的连接。以下关于三态门的描述中，不正确的是（）A.三态门有高电平、低电平和高阻态三种输出状态B.三态门可以实现多个设备共享数据总线C.当三态门处于高阻态时，相当于与总线断开D.三态门的控制信号决定了其输出状态19、在数字逻辑电路中，竞争冒险可能会在多个输入信号同时变化时产生。为了判断一个逻辑电路是否存在竞争冒险，可以通过观察逻辑表达式或者绘制波形图来进行。以下关于竞争冒险判断的描述，错误的是：（）A.只要逻辑表达式中存在变量的互补形式，就一定存在竞争冒险B.波形图中出现尖峰脉冲，说明存在竞争冒险C.增加冗余项可以消除竞争冒险D.竞争冒险不会影响电路的逻辑功能20、对于一个4-16译码器，若使能端有效，当输入代码为1010时，输出端哪一位为低电平？（）A.Y10B.Y6C.Y14D.Y2二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）详细说明数字逻辑中随机存取存储器（RAM）的读写操作过程和控制信号，举例说明其在数据缓存中的应用。2、（本题5分）详细说明数字逻辑中编码器和译码器的输入输出接口标准和电平兼容性，分析在不同系统中的连接问题。3、（本题5分）解释在数字系统中什么是数字信号的编码效率，以及如何提高编码效率。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用计数器和数据选择器设计一个能产生交替变化数字序列的电路，画出逻辑图和控制方式。2、（本题5分）设计一个能将5421BCD码转换为ASCII码的转换电路，使用逻辑门，画出逻辑图和转换步骤。3、（本题5分）用D触发器和加法器设计一个能实现数据累加和存储的电路，给出逻辑图和功能描述。4、（本题5分）设计一个全加器，能够进行三个32位二进制数的加法运算，并输出结果和进位。5、（本题5分）用D触发器和比较器设计一个能实现数据比较和移位存储的电路，给出逻辑图和功能描述。四、分析题（本大题共2个小题，共20分)1、（本题10分）设计一个组合逻辑电路，用于判断一个5位二进制数是否为奇