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《數字邏輯實驗》2023-2024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15個小題，每小題2分，共30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、假設要設計一個數字電路，用于檢測一個8位二進制數中1的個數是否大于4。以下哪種邏輯設計思路是最直接有效的？（）A.依次檢查每一位，統計1的個數并與4比較B.將8位數據分成兩組，分別統計1的個數，然后比較總和與4的大小C.使用特定的編碼方式轉換數據，然后進行判斷D.以上方法都過于復雜，無法實現該功能2、在數字邏輯電路中，若要實現一個能對兩個4位二進制數進行相加并產生進位輸出的加法器，以下哪種集成電路芯片可能是最合適的選擇？（）A.74LS85B.74LS138C.74LS151D.74LS1613、在數字邏輯中，邏輯運算包括與、或、非、異或等。關于邏輯運算的性質，以下描述錯誤的是（）A.與運算中，只有當所有輸入都為1時，輸出才為1B.或運算中，只要有一個輸入為1，輸出就為1C.非運算將輸入的邏輯值取反D.異或運算中，當兩個輸入相同時，輸出為1；不同時，輸出為04、在一個由多個邏輯門組成的數字電路中，已知每個邏輯門的延遲時間相同，若整個電路的總延遲時間為20ns，其中包含5個邏輯門，那么每個邏輯門的延遲時間大約是多少？（）A.2nsB.4nsC.5nsD.10ns5、對于一個T觸發器，若T輸入端一直為0，則觸發器的功能相當于？（）A.D觸發器B.JK觸發器C.RS觸發器D.以上都不對6、在數字電路中，對于一個上升沿觸發的D觸發器，當D輸入在時鐘上升沿到來之前為0，在上升沿時變為1，則觸發器的輸出Q將：（）A.保持為0B.變為1C.不確定D.先變為1然后回到07、在數字邏輯電路中，需要對時鐘信號進行分頻。假設一個時鐘信號的頻率為100MHz，要得到一個頻率為10MHz的分頻信號，以下哪種方法可以實現？（）A.計數器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器8、對于一個采用正邏輯的數字系統，高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0。當輸入信號為0110時，經過一個非門后的輸出信號是？（）A.1001B.1100C.0011D.10109、在數字邏輯中，已知一個邏輯函數的真值表，如何用最小項之和的形式表示該函數？（）A.直接列出B.通過化簡C.無法表示D.以上都不對10、在數字電路中，信號的傳輸可能會受到延遲的影響。假設一個邏輯電路中，信號經過多個邏輯門的傳輸延遲不同，這可能會導致以下哪種問題？（）A.競爭冒險B.時序錯誤C.功耗增加D.輸出信號失真11、在數字邏輯設計中，若要使用PLA（可編程邏輯陣列）實現一個特定的邏輯功能，首先需要進行什么操作？（）A.編程B.布線C.繪制邏輯圖D.以上都不是12、在一個數字電路中，使用了多個觸發器來存儲數據。關于觸發器的工作特性，以下哪種描述是準確的？（）A.D觸發器在時鐘上升沿時根據輸入值改變狀態B.JK觸發器在輸入J=K=1時，會保持原狀態C.T觸發器只有在輸入為1時才改變狀態D.以上觸發器的描述都不準確13、考慮數字邏輯中的譯碼器，假設使用3線-8線譯碼器來實現一個函數。以下關于譯碼器的功能和應用，哪個說法是準確的（）A.譯碼器只能將二進制編碼轉換為十進制輸出B.譯碼器可以用于實現組合邏輯函數C.譯碼器的輸出始終是固定的幾種組合D.譯碼器不能用于數據分配14、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15、已知一個數字電路的輸入信號頻率為10kHz，經過一個2分頻電路后，輸出信號的頻率是多少？（）A.5kHzB.10kHzC.20kHzD.40kHz二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）詳細闡述在數字電路的可靠性驗證試驗中，試驗方案的制定和結果評估。2、（本題5分）詳細說明數字邏輯中比較器的精度和速度之間的權衡，舉例說明在不同應用中對比較器性能的要求。3、（本題5分）深入解釋在數字電路的布線規劃中，如何減少信號延遲和串擾，提高電路的穩定性。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個簡單的數字信號處理電路，例如數字濾波器。詳細分析濾波器的類型（如低通、高通、帶通等）、參數選擇和邏輯實現，解釋如何通過數字邏輯對輸入信號進行濾波處理，以及濾波器性能的評估指標。2、（本題5分）給定一個數字邏輯電路的邏輯綜合報告，分析綜合過程中所做的優化和資源分配。探討如何根據綜合結果進一步改進電路設計，以滿足性能、面積和功耗等方面的要求。3、（本題5分）設計一個數字電路，能夠實現對輸入的多位二進制數進行排序，例如冒泡排序或快速排序算法的硬件實現。分析排序算法在數字電路中的實現方式，以及如何優化排序過程的速度和資源利用。4、（本題5分）有一個數字電路，使用T觸發器和計數器實現頻率合成功能。分析頻率合成的原理和參數設置，給出觸發器和計數器的配置和邏輯連接，畫出時序圖進行解釋。討論該電路在通信系統和電子儀器中的應用。5、（本題5分）構建一個數字邏輯電路，用于實現對傳感器數據的預處理和校準。全面分析傳感器數據的特點和處理要求，討論如何通過數字邏輯去除噪聲、補償誤差和進行線性化處理。四、設計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用T觸發器設計一個同步時序邏輯電路，實現一個模18的扭環形計數器，畫出狀態轉換