學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北第二師范學(xué)院

《數(shù)字設(shè)計(jì)基礎(chǔ)雙語》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在數(shù)字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數(shù)的工具。假設(shè)要簡化一個(gè)包含4個(gè)變量的邏輯函數(shù)，使用卡諾圖進(jìn)行化簡時(shí)，以下哪種情況可能會導(dǎo)致化簡結(jié)果不是最簡形式？（）A.圈合并的規(guī)則使用不當(dāng)B.變量的排列順序不正確C.卡諾圖中的1分布不規(guī)則D.只要使用卡諾圖，就一定能得到最簡形式2、在數(shù)字邏輯電路的接口設(shè)計(jì)中，假設(shè)需要將一個(gè)數(shù)字邏輯電路與外部模擬設(shè)備進(jìn)行連接。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號與模擬信號的轉(zhuǎn)換，需要使用專門的接口電路。以下哪種接口電路在這種情況下是常用的？（）A.數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）B.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）C.電平轉(zhuǎn)換器D.以上都是3、在數(shù)字邏輯電路的可靠性設(shè)計(jì)中，假設(shè)一個(gè)電路需要在惡劣的環(huán)境條件下長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，例如高溫、高濕度和強(qiáng)電磁干擾。為了提高電路的可靠性和容錯(cuò)能力，以下哪種技術(shù)或方法是經(jīng)常采用的？（）A.冗余設(shè)計(jì)B.電磁屏蔽C.散熱優(yōu)化D.以上都是4、寄存器是數(shù)字系統(tǒng)中用于存儲數(shù)據(jù)的部件。以下關(guān)于寄存器的描述，錯(cuò)誤的是（）A.寄存器可以由D觸發(fā)器或其他存儲元件構(gòu)成B.寄存器能夠在時(shí)鐘信號的控制下存儲和更新數(shù)據(jù)C.移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作D.寄存器的存儲容量是固定的，不能根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展5、在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的工具。以下關(guān)于卡諾圖化簡的描述，錯(cuò)誤的是（）A.卡諾圖中的相鄰方格可以合并，以消去變量B.卡諾圖化簡可以得到最簡與或表達(dá)式C.卡諾圖只適用于變量較少的邏輯函數(shù)化簡D.卡諾圖化簡的結(jié)果一定是唯一的6、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個(gè)4位的二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，從初始狀態(tài)0000開始計(jì)數(shù)，經(jīng)過15個(gè)時(shí)鐘脈沖后，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)將變?yōu)椋海ǎ〢.1111B.1110C.0000D.00017、在數(shù)字電路中，若要將一個(gè)頻率為100kHz的矩形波信號分頻為10kHz的矩形波信號，應(yīng)采用哪種計(jì)數(shù)器？（）A.十進(jìn)制計(jì)數(shù)器B.二進(jìn)制計(jì)數(shù)器C.八進(jìn)制計(jì)數(shù)器D.十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器8、考慮一個(gè)數(shù)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(yīng)速度，以下哪種方法是可行的？（）A.優(yōu)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(shù)和中間環(huán)節(jié)D.以上方法都可以有效地減小延遲9、D觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)器，其特點(diǎn)是在時(shí)鐘脈沖作用下，輸出跟隨輸入變化。對于D觸發(fā)器，以下描述錯(cuò)誤的是（）A.D觸發(fā)器可以由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而來B.D觸發(fā)器的邏輯功能比JK觸發(fā)器簡單C.D觸發(fā)器常用于數(shù)據(jù)的鎖存和同步D.D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在每個(gè)時(shí)鐘脈沖到來時(shí)都一定會翻轉(zhuǎn)10、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，數(shù)字邏輯也發(fā)揮著重要作用。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用，正確的是（）A.數(shù)字邏輯用于信號的編碼和解碼、調(diào)制和解調(diào)B.數(shù)字通信系統(tǒng)中的差錯(cuò)控制編碼與數(shù)字邏輯無關(guān)C.數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的應(yīng)用主要集中在硬件層面，軟件層面的作用較小D.隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字邏輯在數(shù)字通信中的重要性逐漸降低11、時(shí)序邏輯電路在數(shù)字系統(tǒng)中具有重要作用。假設(shè)我們正在研究一個(gè)時(shí)序邏輯電路。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還取決于電路的內(nèi)部狀態(tài)B.觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本存儲單元，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等C.時(shí)序邏輯電路中的計(jì)數(shù)器可以用于計(jì)數(shù)脈沖信號的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)和分頻功能D.時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換總是穩(wěn)定和可預(yù)測的，不會出現(xiàn)不確定的狀態(tài)12、假設(shè)正在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電路，用于將一個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的格雷碼。格雷碼是一種相鄰數(shù)值只有一位變化的編碼方式。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換功能，以下哪種邏輯門的組合是最合適的？（）A.僅使用與門和或門B.僅使用非門和與非門C.使用多種邏輯門，包括與門、或門、非門等的組合D.無法通過邏輯門實(shí)現(xiàn)，需要使用特殊的集成電路13、在數(shù)字電路中，能夠?qū)⑤斎氲奶囟ùa轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出信號以控制外部設(shè)備的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數(shù)據(jù)分配器D.控制器14、在數(shù)字邏輯電路中，編碼器和譯碼器常常一起使用。一個(gè)8線-3線編碼器和一個(gè)3線-8線譯碼器連接在一起，當(dāng)編碼器輸入為特定值時(shí)，譯碼器的輸出會是什么？（）A.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的高電平輸出B.譯碼器的輸出會根據(jù)編碼器的輸入產(chǎn)生相應(yīng)的低電平輸出C.不確定D.譯碼器的輸出與編碼器的輸入無關(guān)15、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為電路設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。以下關(guān)于PLD的描述，錯(cuò)誤的是（）A.PLD可以通過編程來實(shí)現(xiàn)不同的邏輯功能B.CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）和FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）是常見的PLD類型C.PLD的編程過程復(fù)雜，需要專業(yè)的硬件知識和工具D.一旦對PLD進(jìn)行編程，其邏輯功能就不能再更改16、已知一個(gè)邏輯函數(shù)F=AB+CD，若要用與非門來實(shí)現(xiàn)該函數(shù)，最少需要幾個(gè)與非門？（）A.3B.4C.5D.617、考慮數(shù)字邏輯中的編碼器，假設(shè)需要將8個(gè)輸入信號編碼為3位二進(jìn)制輸出。以下關(guān)于編碼器的特點(diǎn)和工作原理，哪個(gè)描述是正確的（）A.編碼器在任何時(shí)刻只能有一個(gè)輸入有效B.編碼器的輸出總是固定的，與輸入無關(guān)C.編碼器可以同時(shí)有多個(gè)輸入有效，輸出為這些輸入的平均值D.編碼器的輸入和輸出之間沒有明確的邏輯關(guān)系18、在數(shù)字邏輯電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個(gè)能對兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行相加并產(chǎn)生進(jìn)位輸出的加法器，以下哪種集成電路芯片可能是最合適的選擇？（）A.74LS85B.74LS138C.74LS151D.74LS16119、時(shí)序邏輯電路與組合邏輯電路不同，其輸出不僅取決于當(dāng)前的輸入，還與電路的原有狀態(tài)有關(guān)。以下關(guān)于時(shí)序邏輯電路的說法中，錯(cuò)誤的是（）A.觸發(fā)器是構(gòu)成時(shí)序邏輯電路的基本單元B.計(jì)數(shù)器是一種常見的時(shí)序邏輯電路C.時(shí)序邏輯電路中一定包含存儲元件D.時(shí)序邏輯電路的輸出與輸入的變化是同步的20、觸發(fā)器是時(shí)序邏輯電路的基本存儲單元。關(guān)于基本RS觸發(fā)器，以下說法不正確的是（）A.基本RS觸發(fā)器存在不定狀態(tài)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免B.基本RS觸發(fā)器可以由兩個(gè)與非門或者兩個(gè)或非門構(gòu)成C.基本RS觸發(fā)器的輸入信號直接控制輸出狀態(tài)的改變D.基本RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在時(shí)鐘脈沖的上升沿或下降沿發(fā)生變化二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步清零和同步置數(shù)，以及它們在計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明在數(shù)字系統(tǒng)中如何進(jìn)行數(shù)字信號的同步采樣，確保采樣的準(zhǔn)確性。3、（本題5分）詳細(xì)闡述在移位寄存器的工作原理中，左移、右移和并行輸入輸出的操作過程和應(yīng)用場景。4、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中編碼器和譯碼器的噪聲容限和抗干擾能力，分析其在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用。5、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的封裝選擇中，需要考慮的因素有哪些，如散熱性能、引腳數(shù)量等。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能檢測輸入的二十八位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)十五個(gè)1的電路，用邏輯門實(shí)現(xiàn)，畫出邏輯圖。2、（本題5分）利用計(jì)數(shù)器74LS163設(shè)計(jì)一個(gè)模7的計(jì)數(shù)器，給出邏輯電路圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程。3、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)并記憶的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。4、（本題5分）利用加法器和譯碼器設(shè)計(jì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)六位二進(jìn)制數(shù)相加并譯碼顯示的電路，畫出邏輯圖和運(yùn)算流程。5、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)能將BCD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼的組合邏輯電路，輸入為8421BCD碼，輸出為二進(jìn)制碼，列出邏輯表達(dá)式和真值表。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)譯碼器，將4位二進(jìn)制輸入譯碼為16個(gè)輸出信號。詳細(xì)闡述譯碼原理，通過真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。分析該譯碼器在地址譯碼和顯示驅(qū)動中的應(yīng)用，以及