裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁長沙理工大學城南學院

《數字邏輯與數字系統》2021-2022學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在數字邏輯電路中，譯碼器用于將輸入的編碼轉換為對應的輸出信號。假設設計一個3線-8線譯碼器，當輸入為000時，以下哪個輸出狀態是正確的？（）A.只有第0個輸出為1，其余為0B.只有第7個輸出為1，其余為0C.所有輸出都為1D.所有輸出都為02、在現代電子系統的設計中，數字邏輯與模擬電路常常結合使用。以下關于數字邏輯與模擬電路結合的描述，不正確的是（）A.數模轉換器（DAC）和模數轉換器（ADC）用于實現數字信號和模擬信號的相互轉換B.在一些系統中，數字邏輯用于控制模擬電路的工作狀態C.數字邏輯和模擬電路的結合可以充分發揮各自的優勢，提高系統性能D.數字邏輯和模擬電路的設計方法和工具完全相同，不需要分別考慮3、在數字邏輯的教學中，實驗環節對于理解概念至關重要。以下關于數字邏輯實驗的描述，錯誤的是（）A.可以通過實驗驗證理論知識，加深對數字邏輯的理解B.實驗中常用的儀器包括邏輯分析儀和示波器C.數字邏輯實驗只需要在軟件環境中進行模擬，不需要實際搭建電路D.實驗中的錯誤和問題有助于培養解決實際問題的能力4、或門是數字邏輯中的另一種基本邏輯門。對于或門的特性和應用，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯功能是只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平B.或門常用于實現加法運算C.或門的邏輯表達式為Y=A∨BD.或門的輸出只取決于當前的輸入，與之前的輸入狀態無關5、在數字邏輯中，時序邏輯電路的輸出不僅取決于當前的輸入，還取決于電路的內部狀態。以下關于時序邏輯電路的特點，描述錯誤的是（）A.時序邏輯電路中一定包含存儲元件，如觸發器B.時序邏輯電路的輸出變化是按照一定的時鐘節拍進行的C.時序邏輯電路的功能比組合邏輯電路更復雜，但應用范圍相對較窄D.分析和設計時序邏輯電路需要考慮時鐘信號、狀態轉換等因素6、在數字邏輯設計中，若要實現邏輯函數F=AB+AC，最簡的與非-與非表達式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'7、在數字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA為數字系統的設計提供了很大的靈活性。CPLD采用的是基于乘積項的結構，而FPGA采用的是基于查找表的結構。以下關于CPLD和FPGA的比較，正確的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的編程靈活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低8、對于一個由多個邏輯門組成的電路，已知輸入信號A、B、C的變化順序為000->001->010->011，輸出信號的變化順序為1->0->1->0，該電路實現的是什么邏輯功能？（）A.與B.或C.非D.異或9、在數字邏輯中，編碼器和解碼器是常用的組件。假如有一個8輸入3輸出的編碼器，當8個輸入中有且僅有一個為1時，輸出對應的3位二進制編碼。如果同時有多個輸入為1，則輸出為非法編碼。那么，這種編碼器屬于什么類型？（）A.普通編碼器，允許多個輸入同時有效B.優先編碼器，能夠識別優先級最高的輸入C.二進制編碼器，將輸入直接轉換為二進制編碼D.十進制編碼器，將十進制輸入轉換為編碼10、在數字邏輯的組合邏輯電路設計中，假設要實現一個函數F=AB+CD，其中A、B、C、D是輸入變量。以下哪種邏輯門的組合最適合用來構建這個電路？（）A.與門和或門B.或門和非門C.與非門和或非門D.異或門和同或門11、在數字系統中，異步復位和同步復位是兩種常見的復位方式。假設我們正在設計一個具有復位功能的電路。以下關于異步復位和同步復位的描述，哪一項是不準確的？（）A.異步復位信號不受時鐘信號的控制，在復位信號有效時立即將電路復位B.同步復位信號在時鐘上升沿或下降沿時，根據復位信號的狀態進行復位操作C.異步復位的優點是復位響應速度快，缺點是可能會產生亞穩態D.同步復位比異步復位更可靠，不會出現亞穩態問題，因此應優先使用同步復位12、在數字邏輯中，若要將一個8位的二進制數進行編碼，使其編碼后的位數最少，可采用：（）A.8421BCD碼B.格雷碼C.余3碼D.原碼13、在數字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當前的輸入。以下關于組合邏輯電路特點的描述中，錯誤的是（）A.不包含記憶元件B.輸出與電路過去的狀態無關C.可以實現復雜的邏輯功能，如加法器和編碼器D.其輸出會隨著輸入的變化而立即變化，沒有延遲14、假設正在設計一個數字電路，用于實現一個簡單的有限狀態機（FSM）。如果狀態數量較少，并且狀態轉換關系明確，以下哪種方法描述FSM是最直觀和易于理解的？（）A.狀態轉換圖B.狀態轉換表C.用硬件描述語言編寫代碼D.以上方法的直觀性和易理解性相同15、在數字邏輯中，復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）是兩種常見的可編程器件。以下關于CPLD和FPGA區別的描述中，不正確的是（）A.CPLD基于乘積項結構，FPGA基于查找表結構B.FPGA的邏輯資源比CPLD豐富C.CPLD的編程速度比FPGA快D.CPLD適合實現復雜的組合邏輯，FPGA適合實現時序邏輯16、在數字電路中，使用譯碼器和與門實現邏輯函數，若譯碼器的輸出有高電平也有低電平，那么最終的輸出由什么決定？（）A.與門的輸入B.譯碼器的輸入C.與門的輸出D.以上都不對17、在數字電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當前的輸入。以下關于組合邏輯電路的描述中，不正確的是（）A.加法器是一種常見的組合邏輯電路B.組合邏輯電路不存在反饋回路C.編碼器和譯碼器都屬于組合邏輯電路D.組合邏輯電路在工作過程中，輸出狀態會隨輸入的變化而不斷改變18、假設要對一個數字信號進行編碼，以提高其抗干擾能力和傳輸效率。以下哪種編碼方式在這方面表現較為出色？（）A.不歸零編碼（NRZ）B.曼徹斯特編碼C.差分曼徹斯特編碼D.以上編碼方式的抗干擾能力和傳輸效率相同19、在數字系統中，能夠對輸入的二進制代碼進行解碼并驅動顯示器件的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數據選擇器D.數值比較器20、在數字邏輯設計中，需要將邏輯表達式化簡以減少邏輯門的數量。假設一個邏輯表達式為F=AB+AC+BC，以下哪種化簡方法能夠得到最簡形式？（）A.運用布爾代數定律B.卡諾圖法C.公式推導法D.以上方法都可以二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細說明在多路選擇器的功耗分析中，影響功耗的因素和降低功耗的方法。2、（本題5分）詳細闡述在同步時序電路中，時鐘信號的作用是什么，以及如何確保電路在時鐘控制下正確地工作。3、（本題5分）深入分析在數字電路設計中，如何使用卡諾圖來化簡邏輯函數，給出具體的化簡步驟，并舉例說明其優勢。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個能檢測輸入的十八位二進制數中是否存在連續十個1的電路，用邏輯門實現，畫出邏輯圖。2、（本題5分）設計一個數字電路，能夠將輸入的6位二進制數轉換為余3碼，給出邏輯表達式和電路連接。3、（本題5分）設計一個計數器，能夠實現從0到9的循環計數，并在特定狀態下輸出控制信號。4、（本題5分）設計一個能將8位二進制數轉換為ASCII碼的組合邏輯電路，給出邏輯表達式和電路實現。5、（本題5分）設計一個全加器，能夠進行兩個16位二進制數的加法運算，并輸出結果和進位。四、分析題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）設計一個數字電