青岛职业技术学院《数字电子技术基础》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《数字电子技术基础》2023-2024学年第二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30个小题，每小题1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、对于数字电路中的编码器，假设一个系统需要将8个不同的输入信号编码为3位二进制代码。在这种情况下，以下哪种编码器能够满足要求并且具有较好的性能？（）A.普通编码器B.优先编码器C.二进制编码器D.十进制编码器2、考虑到一个数字信号处理系统，需要对输入的数字信号进行滤波和变换操作。这些操作通常基于特定的数字逻辑算法和电路实现。为了实现高性能的数字信号滤波，以下哪种数字逻辑电路类型是首选？（）A.加法器B.乘法器C.计数器D.寄存器3、对于一个用卡诺图化简逻辑函数的问题，若函数包含4个变量，那么卡诺图中最小项的个数是多少？（）A.8B.16C.32D.644、在数字逻辑中，若要判断一个数字电路是否存在竞争冒险现象，可通过：（）A.观察逻辑电路图B.进行功能仿真C.分析逻辑表达式D.以上都是5、考虑到一个高速数据传输系统，需要对传输的数据进行编码以提高抗干扰能力和纠错能力。假设采用了一种基于特定逻辑运算的编码方式，在接收端需要相应的解码电路来恢复原始数据。以下哪种编码解码方案在高速数据传输中能够提供较好的性能和纠错能力？（）A.海明码B.格雷码C.BCD码D.余3码6、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=0，B=1，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7、在一个数字电路中，需要产生一个固定占空比的方波信号。以下哪种方法可能是最简单的实现方式？（）A.使用555定时器芯片，通过外部电阻和电容设置占空比B.使用计数器和比较器组合，产生方波并控制占空比C.利用微控制器的定时器功能，通过编程设置占空比D.以上方法都很复杂，没有简单的实现方式8、若要将一个8位的并行数据转换为串行数据输出，至少需要几个移位寄存器？（）A.1B.8C.16D.以上都不对9、若要将一个8位的二进制数扩展为16位，同时保持数值不变，应该进行什么操作？（）A.在高位补0B.在高位补1C.在低位补0D.在低位补110、编码器能够将输入的信号转换为特定的编码输出。对于编码器的工作原理和特点，以下叙述不正确的是（）A.普通编码器在多个输入同时有效时，可能会产生错误输出B.优先编码器会对输入信号的优先级进行判断C.编码器可以将模拟信号转换为数字信号D.编码器的输出编码位数取决于输入信号的数量11、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12、对于一个JK触发器，当J=1，K=1，在时钟脉冲作用下，其输出状态将：（）A.翻转B.置0C.置1D.保持不变13、数字系统的设计需要遵循一定的步骤和方法。假设我们正在设计一个简单的数字系统。以下关于数字系统设计的描述，哪一项是不准确的？（）A.首先需要明确系统的功能和性能要求，制定详细的设计方案B.然后进行模块划分和逻辑设计，使用硬件描述语言（HDL）进行描述C.设计完成后需要进行仿真验证，确保系统的功能正确无误D.数字系统的设计不需要考虑成本和可维护性，只要功能实现即可14、在数字逻辑中，数字集成电路按照集成度可以分为不同的类型。假设我们正在了解数字集成电路。以下关于数字集成电路的描述，哪一项是不正确的？（）A.小规模集成电路（SSI）通常包含几个到十几个逻辑门B.中规模集成电路（MSI）包含几十个到几百个逻辑门C.大规模集成电路（LSI）包含几百个到几千个逻辑门D.随着集成度的提高，数字集成电路的性能和可靠性会逐渐降低15、在数字逻辑的加法器设计中，半加器和全加器是基础组件。假设要构建一个能对两个4位二进制数进行加法运算的电路，以下关于半加器和全加器的使用，哪个是正确的（）A.只需要使用半加器B.只需要使用全加器C.先使用半加器，再使用全加器D.以上方法都不正确16、编码器是一种常见的数字逻辑电路，它可以将多个输入信号转换为较少位的输出编码。以下关于编码器的描述，错误的是（）A.优先编码器在多个输入同时有效时，会根据优先级确定输出编码B.普通编码器不允许多个输入同时有效，否则会产生错误输出C.编码器的输入数量一定大于输出数量D.编码器只能将十进制数转换为二进制编码17、在数字电路中，能够将输入的高、低电平编码为二进制代码的电路是？（）A.优先编码器B.普通编码器C.七段显示译码器D.以上都不是18、若一个ROM有10根地址线，8根数据线，则其存储容量为：（）A.10×8位B.2^10×8位C.10×2^8位D.2^10×2^8位19、在数字逻辑中，奇偶校验码常用于检测数据传输中的错误。以下关于奇偶校验码的描述中，错误的是（）A.奇偶校验码可以检测出奇数位错误B.奇校验码中1的个数为奇数，偶校验码中1的个数为偶数C.奇偶校验码不能纠正错误，只能检测错误D.奇偶校验码增加的校验位越多，检测错误的能力越强20、在数字逻辑电路中，对于一个4位的二进制加法计数器，从初始状态0000开始计数，经过15个时钟脉冲后，计数器的状态将变为：（）A.0000B.1111C.1000D.011121、在数字逻辑中，利用中规模集成电路（MSI）可以构建更复杂的逻辑电路。例如，使用计数器和译码器可以构建顺序脉冲发生器。以下关于顺序脉冲发生器的描述，正确的是：（）A.可以产生固定频率的脉冲序列B.输出脉冲的宽度是固定的C.输出脉冲的顺序是随机的D.可以根据需要产生特定顺序的脉冲22、对于一个同步时序逻辑电路，若状态转换图中有8个状态，至少需要几个触发器来表示这些状态？（）A.2B.3C.4D.523、数字逻辑中的乘法器可以通过不同的方式实现。假设要实现一个4×4的乘法器，使用移位相加的方法，以下哪个步骤是关键？（）A.确定移位的次数B.控制加法的顺序C.处理乘法的符号D.以上步骤都很关键24、计数器是一种常见的时序逻辑电路，用于对脉冲进行计数。有同步计数器和异步计数器之分。同步计数器的所有触发器共用同一个时钟信号，而异步计数器的触发器则不是。对于一个4位异步二进制加法计数器，从初始状态0000开始计数，经过8个时钟脉冲后，计数器的状态为：（）A.1000B.0111C.1001D.110025、在数字逻辑中，竞争冒险是一种可能出现的现象，会导致电路输出出现不正确的尖峰脉冲。以下关于竞争冒险的描述，错误的是（）A.竞争冒险通常发生在组合逻辑电路中，由于信号传输延迟不一致导致B.可以通过增加冗余项、引入选通脉冲等方法消除竞争冒险C.竞争冒险只会影响电路的输出信号，不会对整个系统的功能造成严重影响D.所有的数字逻辑电路都存在竞争冒险现象，无法完全避免26、数字逻辑中，组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，那么在一个由多个逻辑门组成的组合逻辑电路中，如何判断其功能是否正确？（）A.通过输入不同的组合，观察输出是否符合预期B.检查逻辑门的类型是否正确C.不确定D.根据电路的复杂程度判断27、在数字逻辑设计中，寄存器可以存储数据。一个8位寄存器，能够存储的最大二进制数是多少？（）A.255B.256C.不确定D.根据寄存器的类型判断28、在数字电路中，若要存储8位的数据，以下哪种存储器件是合适的选择？（）A.SRAMB.DRAMC.ROMD.以上都是29、在数字逻辑中，乘法运算可以通过移位和加法来实现。以下关于乘法运算的描述，错误的是（）A.可以使用移位寄存器和加法器来构建乘法器B.乘法运算的速度取决于移位和加法的操作次数C.并行乘法器比串行乘法器的运算速度快，但硬件复杂度高D.数字逻辑中的乘法运算与数学中的乘法运算完全相同，没有任何区别30、一个8位的D/A转换器，若其满量程输出电压为5V，当输入数字量为10000000时，输出电压为：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个同步时序电路，用于实现一个数字密码锁系统。分析密码锁的功能需求和时序逻辑，包括密码输入、验证和开锁控制，考虑如何提高密码锁的安全性和可靠性。2、（本题5分）使用计数器和逻辑门构建一个数字频率计，能够测量输入信号的频率。分析频率测量的原理和电路实现，包括计数时间的选择和精度的计算，以及如何提高频率计的测量范围和分辨率。3、（本题5分）设计一个异步时序电路，用于实现一个简单的抢答器系统。分析抢答器的功能需求和异步电路的实现方式，讨论如何避免竞争冒险和保证系统的公平性和稳定性。4、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字图像缩放电路，能够对图像进行放大或缩小处理。详细阐述图像缩放的算法和逻辑实现，分析图像质量的保持和优化方法。5、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现对输入的图像数据进行边缘检测。分析边缘检测算法在数字电路中的实现方式，如Sobel算子或Canny算子，以及如何处理图像数据的并行性和实时性要求。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细阐述在加法器的速度与面积权衡中，如何根据具体需求进行优化设计。2、（本题5分）解释数字逻辑中的三态门的工作原理和应用场景，为什么需要三态门。3、（本题5分）解释数字逻辑中卡诺图的作用和使用方法，通过一个具体的逻辑函数化简问题来说明卡诺图的优