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《數字圖像處理》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、數字邏輯中的加法器可以進行多位二進制數的相加。一個16位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的16位二進制數時，輸出結果會產生幾個進位？（）A.一個進位B.兩個進位C.不確定D.根據加法器的類型判斷2、數字邏輯中的計數器可以按照不同的進制和計數方式進行計數。一個模12的可逆計數器，當控制信號為加法計數時，從0開始計數，經過多次時鐘脈沖后，計數器的值會變成多少？（）A.11B.12C.不確定D.根據計數器的類型判斷3、計數器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進行計數。以下關于計數器的描述，錯誤的是（）A.計數器可以按照計數方式分為加法計數器、減法計數器和可逆計數器B.同步計數器的計數速度比異步計數器快，因為所有觸發器同時翻轉C.計數器的計數容量取決于觸發器的個數和計數方式D.計數器在工作過程中不會出現誤計數的情況4、已知邏輯函數F=(A+B)(C+D)，其反函數為？（）A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'5、在數字邏輯中，奇偶校驗碼用于檢測數據傳輸中的錯誤。假設我們正在使用奇偶校驗碼。以下關于奇偶校驗碼的描述，哪一項是不正確的？（）A.奇偶校驗碼分為奇校驗和偶校驗，通過在數據位中添加校驗位來使整個數據的1的個數為奇數或偶數B.奇偶校驗碼只能檢測奇數個錯誤，無法檢測偶數個錯誤C.奇偶校驗碼在數據傳輸中增加了額外的開銷，但可以提高數據的可靠性D.奇偶校驗碼可以糾正數據傳輸中的錯誤，而不僅僅是檢測錯誤6、在數字邏輯中，布爾代數是基礎理論之一。假設我們正在研究一個邏輯電路的表達式化簡。以下關于布爾代數的描述，哪一項是不準確的？（）A.布爾代數中的基本運算包括與（AND）、或（OR）和非（NOT）B.布爾代數的定律和規則可以用于簡化邏輯表達式，減少邏輯門的數量C.布爾代數中的德摩根定律表明，對一個邏輯表達式取反時，與運算和或運算會相互轉換D.布爾代數只能用于處理二值邏輯，即0和1，無法處理多值邏輯7、在數字邏輯電路中，三態門可以實現數據的雙向傳輸。當三態門的控制端為高電平時，輸出處于高阻態。以下關于三態門的應用，錯誤的是：（）A.用于構建總線結構B.可以實現多個數據源的數據共享C.三態門的高阻態會導致數據丟失D.用于提高數據傳輸的效率8、在數字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為數字電路的設計提供了很大的靈活性。以下關于PLD的描述，錯誤的是（）A.PLA由與陣列和或陣列組成，可以實現任意組合邏輯函數B.PAL的與陣列可編程，或陣列固定C.GAL具有可重復編程和加密的特點D.CPLD的集成度比FPGA高，性能也更優越9、數字邏輯中的計數器可以按照不同的進制進行計數。一個六進制計數器，需要幾個觸發器來實現？（）A.三個B.四個C.不確定D.根據計數器的類型判斷10、在數字邏輯中，若要將一個8位的二進制數轉換為格雷碼，以下哪種方法是正確的？（）A.依次對每一位進行轉換B.整體進行邏輯運算C.通過計數器實現D.無法直接轉換11、加法器是數字電路中用于實現加法運算的重要部件。在半加器和全加器中，以下關于半加器的描述中，錯誤的是（）A.半加器不考慮來自低位的進位B.半加器的輸出包括本位和以及向高位的進位C.半加器可以由異或門和與門組成D.半加器的功能比全加器簡單12、對于一個6位的二進制加法計數器，從0開始計數，當計到第60個脈沖時，計數器的狀態為：（）A.010110B.101100C.111100D.00110013、對于一個JK觸發器，當J=1，K=1，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態將：（）A.翻轉B.置0C.置1D.保持不變14、已知一個邏輯函數的卡諾圖，其中有四個相鄰的1格，可進行合并簡化，則合并后得到的乘積項包含幾個變量？（）A.2B.3C.4D.不確定15、用卡諾圖化簡邏輯函數F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，結果為？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述數字邏輯中同步時序電路的時鐘偏差和時鐘抖動對電路性能的影響，以及如何減小這些影響。2、（本題5分）深入解釋在數字電路的靜電防護電路設計中，常見的防護結構和工作原理。3、（本題5分）詳細闡述在移位寄存器的存儲應用中，如何利用移位寄存器實現數據的存儲和讀取。4、（本題5分）詳細闡述在編碼器的編碼方式中，如二進制編碼、格雷碼編碼等，各自的特點和適用情況。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的兩個8位二進制數進行乘法運算，采用移位相加的方法實現。詳細說明乘法運算的步驟和邏輯，以及電路中如何通過移位和加法操作得到乘積結果。2、（本題5分）設計一個譯碼器電路，能夠將4位二進制輸入轉換為16個輸出信號。全面分析譯碼器的邏輯功能、內部結構和工作原理，討論如何通過增加使能控制端來提高譯碼器的靈活性和實用性。3、（本題5分）給定一個數字系統中的數據選擇器模塊，能夠從多個輸入數據中選擇一個輸出。分析數據選擇器的工作原理和控制邏輯，設計相應的數字電路實現選擇功能。探討如何擴展數據選擇器以處理更多的輸入數據。4、（本題5分）設計一個數字邏輯電路，實現一個3位的加法計數器，具有異步清零和同步置數功能。詳細描述各功能的實現方式，通過邏輯表達式和時序圖進行分析，并畫出邏輯電路圖。思考該計數器在計數控制和定時應用中的靈活性和可靠性。5、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的音頻信號進行濾波和降噪處理。分析音頻濾波和降噪的算法和實現方法，如低通濾波、高通濾波和自適應濾波等，以及如何根據音頻信號的特點選擇合適的濾波器類型和參數。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）用VerilogHDL描述一個能實現數據選擇功能的模塊，輸入為8位數據和3位選擇信號，輸出為選中的數據。