學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁北京舞蹈學院

《數字模型設計與制作》2023-2024學年第二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、當研究數字邏輯中的奇偶校驗碼時，假設要對一組8位數據進行奇偶校驗。以下關于奇偶校驗的作用和特點，哪個描述是準確的（）A.只能檢測奇數個錯誤B.能糾正數據中的錯誤C.奇偶校驗位的位置是固定的D.增加了數據傳輸的可靠性2、在數字系統的設計中，需要考慮功耗、速度、面積等多個因素。降低功耗是一個重要的設計目標。以下哪種方法不能有效地降低數字電路的功耗：（）A.降低工作電壓B.減少晶體管的數量C.提高時鐘頻率D.采用低功耗的邏輯門3、用卡諾圖化簡邏輯函數F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最簡與或表達式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'4、對于一個JK觸發器，當J=1，K=0，在時鐘脈沖上升沿作用下，其輸出狀態將：（）A.置0B.置1C.翻轉D.保持5、在數字邏輯中，若要將兩個8位二進制數相減，并產生借位輸出，以下哪種組合邏輯門較為合適？（）A.異或門和與門B.同或門和或門C.與非門和或非門D.減法器和與門6、在數字邏輯電路的測試和故障診斷中，邏輯分析儀是一種常用的工具。它可以同時監測多個信號，并以圖形的方式顯示信號的變化。邏輯分析儀的主要優點包括：（）A.只能處理低速信號B.不能存儲大量的數據C.能夠快速準確地捕捉和分析信號D.價格昂貴，不適合一般應用7、在數字邏輯電路中，競爭冒險可能會在多個輸入信號同時變化時產生。為了判斷一個邏輯電路是否存在競爭冒險，可以通過觀察邏輯表達式或者繪制波形圖來進行。以下關于競爭冒險判斷的描述，錯誤的是：（）A.只要邏輯表達式中存在變量的互補形式，就一定存在競爭冒險B.波形圖中出現尖峰脈沖，說明存在競爭冒險C.增加冗余項可以消除競爭冒險D.競爭冒險不會影響電路的邏輯功能8、在數字邏輯電路中，假設我們要設計一個加法器來計算兩個4位二進制數的和。考慮到速度和復雜度的平衡，以下哪種加法器結構通常是較為理想的選擇？（）A.半加器級聯B.全加器級聯C.并行加法器D.串行加法器9、對于一個同步置數的計數器，在置數信號有效時，計數器的狀態會立即變為預置的數值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對10、對于一個同步時序邏輯電路，其輸出不僅取決于當前輸入，還取決于：（）A.上一時刻的輸入B.上一時刻的輸出C.內部狀態D.時鐘脈沖頻率11、對于一個16進制計數器，要實現從0計數到F，需要多少個時鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.3212、二進制編碼是數字系統中表示信息的重要方式。關于二進制編碼，以下說法不正確的是（）A.8421碼是一種常見的有權碼B.格雷碼相鄰兩個編碼之間只有一位不同C.余3碼是一種無權碼D.無論采用哪種編碼方式，都能唯一表示所有的十進制數13、在數字電路中，異步時序電路與同步時序電路相比，具有一些不同的特點。假設一個異步計數器，其計數速度可能會受到以下哪個因素的影響？（）A.時鐘信號的頻率B.觸發器的類型C.各觸發器之間的延遲差異D.計數器的初始值14、考慮一個數字電路，其輸入和輸出之間存在一定的延遲。如果要減小這種延遲，提高電路的響應速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優化電路的布線，減少信號傳輸路徑B.選用速度更快的邏輯門器件C.減少電路中的級數和中間環節D.以上方法都可以有效地減小延遲15、在數字電路中，若要將一個頻率為100kHz的矩形波信號分頻為10kHz的矩形波信號，應采用哪種計數器？（）A.十進制計數器B.二進制計數器C.八進制計數器D.十六進制計數器二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明在數字電路中如何利用時鐘使能信號控制電路的工作狀態，節省功耗。2、（本題5分）說明在數字系統中如何進行存儲器的擴展，包括位擴展和字擴展。3、（本題5分）詳細闡述如何用硬件描述語言實現一個乘法器，考慮不同的乘法算法。4、（本題5分）說明在數字邏輯設計中如何利用時序分析工具檢查電路的時序是否滿足要求。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個數字邏輯電路，用于實現對生物醫學信號（如心電圖、腦電圖等）的采集和處理。仔細分析生物醫學信號的特點和處理要求，解釋電路中各個模塊的功能和實現方式，探討如何提高信號質量和診斷準確性。2、（本題5分）用數字邏輯實現一個簡單的數字信號去噪電路，例如基于小波變換的去噪。深入分析去噪算法的邏輯實現和效果，解釋如何選擇合適的小波基和閾值，研究在不同信號類型中的應用。3、（本題5分）使用譯碼器和數據選擇器設計一個數字電路，實現對多個輸入信號的選擇和輸出。分析譯碼器和數據選擇器的工作原理，以及如何根據輸入的控制信號正確地選擇和輸出所需的信號。4、（本題5分）給定一個數字系統中的時鐘分配網絡，需要將一個主時鐘信號分配到多個子模塊。分析時鐘分配的要求和挑戰，如時鐘偏差和抖動。設計相應的數字電路實現時鐘的分配和同步，探討如何保證各個子模塊能夠準確地接收和使用時鐘信號。5、（本題5分）設計一個數字邏輯電路，用于檢測一個8位二進制數中1的個數是否大于4。詳細闡述設計思路，通過邏輯表達式和真值表進行分析，并畫出邏輯電路圖。探討該電路在數據統計和條件判斷中的應用和擴展。四、設計題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）使用計數器和移位寄存器設計一個能實現數據的循環存儲和讀取的電路，畫出邏輯圖和工