平顶山工业职业技术学院《数字电路与逻辑设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页平顶山工业职业技术学院《数字电路与逻辑设计》

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、对于一个由JK触发器构成的计数器，若要实现计数范围为0-7的循环计数，J和K的输入应该如何设置？（）A.特定的逻辑组合B.随机设置C.保持不变D.以上都不对2、在数字逻辑中，要用Verilog语言实现一个3位的加法器，以下哪种方式是常见的？（）A.使用模块B.使用任务C.使用函数D.以上都可以3、在数字逻辑中，移位寄存器可以实现数据的移位操作。串行输入并行输出移位寄存器可以在一个时钟脉冲下将串行输入的数据并行输出。假设一个8位串行输入并行输出移位寄存器，初始状态为00000000，在经过8个时钟脉冲后，输入的数据为10101010，此时寄存器的输出为：（）A.00000000B.10101010C.01010101D.111111114、数字逻辑是计算机科学的重要基础，它研究数字信号的存储、传输和处理。在数字电路中，逻辑门是实现基本逻辑运算的单元。以下关于与门的描述中，错误的是（）A.与门的逻辑功能是当所有输入都为高电平时，输出才为高电平B.与门可以用二极管和电阻来实现C.与门的逻辑表达式为Y=A∧B，其中A和B是输入，Y是输出D.与门在实际应用中，输入信号的变化不会影响输出结果5、对于一个同步时序逻辑电路的状态表，若存在两个状态在同一输入下转换到同一后继状态，则这两个状态是？（）A.等价状态B.不等价状态C.不确定D.以上都不对6、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17、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8、对于一个JK触发器，若J=K=1，在时钟脉冲作用下，其输出状态？（）A.置0B.置1C.保持不变D.翻转9、假设要设计一个数字电路来实现一个加法/减法器，能够根据控制信号选择进行加法或减法操作。以下哪种设计思路可能是最合理的？（）A.使用一个加法器和一个减法器，通过控制信号选择输出B.在加法器的基础上，通过改变输入的符号实现减法操作C.重新设计一个能够同时实现加法和减法的专用电路D.以上思路都不合理10、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.Y211、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12、在数字系统中，需要将并行数据转换为串行数据进行传输。以下哪种电路可以实现这个功能？（）A.并行-串行转换器，逐位输出数据B.串行-并行转换器，与需求相反C.计数器，通过计数控制数据输出D.编码器，对输入进行编码13、若要设计一个能对输入的5位二进制数进行奇偶校验的电路，以下哪种方法较为合适？（）A.使用异或门B.使用加法器C.使用计数器D.使用比较器14、在数字电路中，半导体存储器的地址译码方式有直接译码和间接译码。以下关于地址译码的描述，错误的是（）A.直接译码方式简单直观，但译码器的输出线较多B.间接译码方式可以减少译码器的输出线，但电路相对复杂C.无论采用哪种译码方式，存储器的存储容量都不会改变D.地址译码的目的是将地址信号转换为存储器的片选信号和字选信号15、若一个PLA的与阵列有8个输入变量，或阵列有4个输出函数，则PLA的规模约为：（）A.8×4B.2^8×4C.8×2^4D.2^8×2^416、在数字电路中，能够实现将输入的高、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.译码器D.数据选择器17、在数字逻辑电路中，信号的传输和延迟会对电路的性能产生影响。以下关于信号延迟的描述，错误的是（）A.信号在导线中传输会存在一定的延迟，延迟时间与导线长度和信号传播速度有关B.逻辑门的输入到输出也存在延迟，不同类型的逻辑门延迟时间可能不同C.信号延迟可能导致时序逻辑电路出现错误，需要在设计中进行考虑D.可以通过增加电路的复杂度来完全消除信号延迟的影响18、对于一个由多个计数器级联组成的大计数器，其计数范围是各个计数器计数范围的什么？（）A.乘积B.和C.差D.以上都不对19、在数字逻辑的应用中，数字系统的可靠性是一个重要的考虑因素。以下关于提高数字系统可靠性的方法描述中，不正确的是（）A.使用冗余技术B.优化电路设计C.降低工作频率D.减少逻辑门的数量20、在数字逻辑电路的功耗优化中，假设一个移动设备中的数字电路需要降低功耗以延长电池寿命。可以从电路结构、工作电压和时钟管理等多个方面进行优化。以下哪种功耗优化策略在移动设备中通常能够带来最显著的效果？（）A.电源门控B.多阈值电压技术C.动态时钟门控D.以上都是二、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低电压工作设计中，需要解决的问题和方法。2、（本题5分）深入分析在数字逻辑中的计数器的自启动设计，如何确保计数器在任何初始状态下都能进入有效计数状态。3、（本题5分）阐述数字逻辑中格雷码的特点和优势，以及在哪些情况下格雷码比二进制码更适合使用。4、（本题5分）阐述数字逻辑中计数器的自启动特性和设计方法，通过具体例子说明如何确保计数器能够从任意初始状态进入有效计数状态。5、（本题5分）阐述数字逻辑中除法器的恢复除法和不恢复除法的算法原理，以及它们在数字计算中的应用。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，能够进行两个512位二进制数的加法运算，并输出结果和进位。2、（本题5分）使用D触发器和逻辑门设计一个能实现串行数据转换为并行数据的电路，画出逻辑图和说明工作原理。3、（本题5分）设计一个组合逻辑电路，对输入的7位二进制数进行求反加1操作，输出结果为7位二进制数，给出逻辑表达式和电路图。4、（本题5分）设计一个数据选择器，根据19个控制信号从524288个输入数据中选择一个输出。5、（本题5分）设计一个能对输入的三位二进制数进行取反操作的电路，用逻辑门实现，画出逻辑图和真值表。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，用于检测一个5位二进制数中是否存在连续的三个1。详细描述设计思路，分析逻辑功能，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。探讨该电路在数据检测和错误校验中的应用。2、（本题