自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁安徽大學(xué)

《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、數(shù)字邏輯中的移位寄存器可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和移位操作。假設(shè)一個8位的串行輸入并行輸出移位寄存器，在時鐘脈沖的作用下，依次輸入數(shù)據(jù)10110101。當(dāng)完成輸入后，并行輸出的數(shù)據(jù)是什么？（）A.10110101B.01011010C.10101101D.011010112、考慮一個由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)R=0，S=1時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)為：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定3、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的輸入為8位二進(jìn)制數(shù)，若要對其進(jìn)行奇偶校驗(yàn)并產(chǎn)生校驗(yàn)位，以下哪種方式能夠在硬件實(shí)現(xiàn)上更節(jié)省資源？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時序邏輯電路C.使用計(jì)數(shù)器D.使用移位寄存器4、在數(shù)字邏輯中，若要將一個4位的二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)展為8位，應(yīng)該在高位補(bǔ)多少？（）A.0B.1C.原數(shù)的最高位D.隨機(jī)值5、在數(shù)字電路中，使用比較器比較兩個16位有符號數(shù)的大小時，若發(fā)生溢出，比較結(jié)果是否準(zhǔn)確？（）A.準(zhǔn)確B.不準(zhǔn)確C.有時準(zhǔn)確D.以上都不對6、在數(shù)字邏輯中，競爭和冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯誤。以下關(guān)于競爭和冒險的描述，不正確的是（）A.競爭是由于信號通過不同路徑到達(dá)同一門的輸入端存在時間差引起的B.冒險是競爭導(dǎo)致的輸出端出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖C.增加冗余項(xiàng)可以完全消除競爭和冒險現(xiàn)象D.采用濾波電容可以減少冒險現(xiàn)象的影響7、在數(shù)字邏輯電路中，觸發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換取決于輸入信號和時鐘脈沖。JK觸發(fā)器是一種功能較為強(qiáng)大的觸發(fā)器。對于一個JK觸發(fā)器，當(dāng)J=1，K=0，在時鐘脈沖的作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉(zhuǎn)8、在邏輯函數(shù)化簡中，使用卡諾圖化簡法時，若相鄰的最小項(xiàng)可以合并，那么合并后消去的變量是：（）A.相同的變量B.不同的變量C.任意變量D.取決于具體情況9、在數(shù)字邏輯中，奇偶發(fā)生器和奇偶校驗(yàn)器用于處理數(shù)據(jù)的奇偶性。假設(shè)我們正在使用奇偶發(fā)生器和校驗(yàn)器。以下關(guān)于奇偶發(fā)生器和校驗(yàn)器的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.奇偶發(fā)生器根據(jù)輸入數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的奇偶位，使整個數(shù)據(jù)的奇偶性符合要求B.奇偶校驗(yàn)器檢查輸入數(shù)據(jù)的奇偶性是否正確，如果不正確則輸出錯誤信號C.奇偶發(fā)生器和校驗(yàn)器可以使用邏輯門電路實(shí)現(xiàn)D.奇偶發(fā)生器和校驗(yàn)器在任何情況下都能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕^對正確性，不會出現(xiàn)誤判10、在數(shù)字邏輯中，邏輯運(yùn)算包括與、或、非、異或等。關(guān)于邏輯運(yùn)算的性質(zhì)，以下描述錯誤的是（）A.與運(yùn)算中，只有當(dāng)所有輸入都為1時，輸出才為1B.或運(yùn)算中，只要有一個輸入為1，輸出就為1C.非運(yùn)算將輸入的邏輯值取反D.異或運(yùn)算中，當(dāng)兩個輸入相同時，輸出為1；不同時，輸出為011、對于一個由多個計(jì)數(shù)器級聯(lián)組成的大計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)范圍是各個計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)范圍的什么？（）A.乘積B.和C.差D.以上都不對12、在數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)中，建立真值表是重要的步驟之一。以下關(guān)于真值表作用的描述中，錯誤的是（）A.可以直觀地反映輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系B.有助于化簡邏輯函數(shù)C.是設(shè)計(jì)數(shù)字電路的唯一依據(jù)D.可以驗(yàn)證邏輯電路的功能是否正確13、對于一個由多個邏輯門組成的復(fù)雜數(shù)字電路，若要分析其輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系，以下哪種方法最為有效？（）A.直接觀察電路連接B.進(jìn)行邏輯表達(dá)式推導(dǎo)C.繪制真值表D.以上方法結(jié)合使用14、組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個組合邏輯電路。以下關(guān)于組合邏輯電路的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.加法器、編碼器、譯碼器等都是常見的組合邏輯電路B.組合邏輯電路可能會產(chǎn)生競爭冒險現(xiàn)象，導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯誤脈沖C.可以使用卡諾圖來化簡組合邏輯電路的邏輯表達(dá)式，以減少門電路的數(shù)量D.組合邏輯電路中不存在反饋回路，其輸出不會影響輸入15、在數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中，如何判斷一個數(shù)字邏輯電路是否存在靜態(tài)冒險？如果存在靜態(tài)冒險，如何消除？（）A.通過分析邏輯表達(dá)式或卡諾圖判斷是否存在靜態(tài)冒險，可以通過增加冗余項(xiàng)消除靜態(tài)冒險B.通過觀察電路的輸入輸出波形判斷是否存在靜態(tài)冒險，可以通過改變電路的結(jié)構(gòu)消除靜態(tài)冒險C.不確定D.靜態(tài)冒險很難判斷和消除16、在數(shù)字系統(tǒng)中，存儲器是用于存儲數(shù)據(jù)和程序的重要部件。關(guān)于只讀存儲器（ROM），以下說法錯誤的是（）A.ROM中的數(shù)據(jù)在斷電后不會丟失B.PROM是一種可編程的ROM，但只能編程一次C.EPROM可以多次擦除和編程，使用紫外線進(jìn)行擦除D.ROM的存儲容量通常比隨機(jī)存儲器（RAM）大17、假設(shè)要設(shè)計(jì)一個數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)一個有限狀態(tài)機(jī)，描述一個按特定順序執(zhí)行的操作流程。在設(shè)計(jì)過程中，需要確定狀態(tài)的數(shù)量和轉(zhuǎn)換條件。以下哪種方法可能有助于清晰地設(shè)計(jì)狀態(tài)機(jī)？（）A.畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，直觀表示狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系和條件B.直接編寫邏輯表達(dá)式，通過計(jì)算確定狀態(tài)轉(zhuǎn)換C.先構(gòu)建硬件電路，然后根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整狀態(tài)D.隨機(jī)設(shè)定狀態(tài)和轉(zhuǎn)換條件，通過試驗(yàn)找到合適的設(shè)計(jì)18、在數(shù)字邏輯電路的接口設(shè)計(jì)中，假設(shè)需要將一個數(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19、在數(shù)字邏輯中，數(shù)值比較器用于比較兩個數(shù)字的大小。以下關(guān)于數(shù)值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個多位二進(jìn)制數(shù)的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數(shù)決定了能夠比較的數(shù)字的范圍D.數(shù)值比較器只能比較同進(jìn)制的數(shù)字20、已知一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器，輸入數(shù)字量為10000000，參考電壓為5V，那么輸出的模擬電壓大約是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V21、在數(shù)字邏輯中，移位寄存器不僅可以存儲數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。以下關(guān)于移位寄存器的移位方式，錯誤的是（）A.左移時，數(shù)據(jù)依次向左移動，最高位丟失B.右移時，數(shù)據(jù)依次向右移動，最低位丟失C.循環(huán)左移時，最高位移動到最低位D.移位寄存器只能進(jìn)行單向移位，不能同時進(jìn)行左移和右移22、在數(shù)字邏輯中，競爭冒險是一種可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)不正確的尖峰脈沖。以下關(guān)于競爭冒險的描述，錯誤的是（）A.競爭冒險通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸延遲不一致導(dǎo)致B.可以通過增加冗余項(xiàng)、引入選通脈沖等方法消除競爭冒險C.競爭冒險只會影響電路的輸出信號，不會對整個系統(tǒng)的功能造成嚴(yán)重影響D.所有的數(shù)字邏輯電路都存在競爭冒險現(xiàn)象，無法完全避免23、在數(shù)字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。CPLD采用的是基于乘積項(xiàng)的結(jié)構(gòu)，而FPGA采用的是基于查找表的結(jié)構(gòu)。以下關(guān)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24、對于一個由多個觸發(fā)器組成的同步時序電路，若其中一個觸發(fā)器出現(xiàn)故障，會對整個電路的工作產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.部分功能失效B.完全停止工作C.輸出錯誤結(jié)果D.以上都有可能25、在數(shù)字邏輯中，硬件描述語言（HDL）用于描述數(shù)字電路的行為和結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們正在使用HDL進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。以下關(guān)于HDL的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.VHDL和Verilog是兩種常見的硬件描述語言，它們具有相似的語法和功能B.使用HDL可以在不同的EDA工具中進(jìn)行綜合、仿真和實(shí)現(xiàn)C.HDL描述的數(shù)字電路可以直接映射到實(shí)際的硬件電路，無需任何修改D.硬件描述語言可以提高數(shù)字電路設(shè)計(jì)的效率和可維護(hù)性二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的靜電放電測試中，測試的等級和對電路的影響。2、（本題5分）解釋在數(shù)字系統(tǒng)中什么是數(shù)字信號的編碼效率，以及如何提高編碼效率。3、（本題5分）深入解釋在數(shù)字電路的靜電防護(hù)電路設(shè)計(jì)中，常見的防護(hù)結(jié)構(gòu)和工作原理。4、（本題5分）詳細(xì)闡述在數(shù)字電路的老化測試中，測試的條件和對電路可靠性的評估。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個能實(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。2、（本題5分）使用計(jì)數(shù)器和移位寄存器設(shè)計(jì)一個能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隨機(jī)移位和存儲的電路，畫出邏輯圖和操作模式。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個能對輸入的6位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序（從小到大）的邏輯電路，給出設(shè)計(jì)思路和邏輯表達(dá)式。4、（本題5分）利用譯碼器和比較器設(shè)計(jì)一個能根據(jù)輸入數(shù)字控制多個設(shè)備不同狀態(tài)的電路，畫出邏輯圖和控制策略。5、（本題5分）利用D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個異步3位二進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器，給出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和邏輯電路圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）有一個數(shù)字電路，使用T觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。分析T觸發(fā)器的工作模式和觸發(fā)條件，給出計(jì)數(shù)器的邏輯表達(dá)式和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。討論T觸發(fā)器與其他觸發(fā)器在計(jì)數(shù)應(yīng)用中的特點(diǎn)和差異。2、（