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2頁蘇州科技大學(xué)《數(shù)字邏輯與設(shè)計》2024-2025學(xué)年第一學(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25個小題，每小題1分，共25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、在數(shù)字邏輯電路中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入值。假設(shè)設(shè)計一個組合邏輯電路，用于判斷一個三位二進(jìn)制數(shù)是否能被3整除。輸入為A、B、C分別表示三位二進(jìn)制數(shù)的個位、十位和百位。以下哪種邏輯表達(dá)式能夠正確實(shí)現(xiàn)這個功能？（）A.(A+B+C)%3==0B.(A^B^C)%3==0C.(A&B&C)%3==0D.(A|B|C)%3==02、數(shù)字邏輯中的譯碼器可以將輸入的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換為特定的輸出信號。一個3線-8線譯碼器，當(dāng)輸入為特定的二進(jìn)制代碼時，有幾個輸出為高電平？（）A.一個B.兩個C.不確定D.根據(jù)具體情況判斷3、考慮一個復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)，其中包含多個子模塊。為了確保各個子模塊之間能夠正確地通信和協(xié)調(diào)工作，通常會使用一些控制信號。如果要產(chǎn)生一個同步的控制信號，使得多個子模塊在特定的時鐘周期內(nèi)執(zhí)行特定的操作，以下哪種方法是最可靠的？（）A.使用一個單獨(dú)的時鐘源，通過分頻產(chǎn)生控制信號B.利用組合邏輯電路根據(jù)輸入條件生成控制信號C.隨機(jī)生成控制信號，依靠系統(tǒng)的容錯能力來保證正確運(yùn)行D.以上方法都不可靠，無法實(shí)現(xiàn)同步控制4、假設(shè)正在設(shè)計一個數(shù)字系統(tǒng)的接口電路，需要實(shí)現(xiàn)不同電平標(biāo)準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換。例如，將TTL電平轉(zhuǎn)換為CMOS電平。以下哪種芯片或電路可以用于實(shí)現(xiàn)這個功能？（）A.專用的電平轉(zhuǎn)換芯片B.邏輯門電路組合C.三極管電路D.以上方法都不可行5、對于一個同步置數(shù)的計數(shù)器，在置數(shù)信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)會立即變?yōu)轭A(yù)置的數(shù)值嗎？（）A.會B.不會C.取決于時鐘信號D.以上都不對6、考慮數(shù)字邏輯中的代碼轉(zhuǎn)換，假設(shè)需要將BCD碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼。以下哪種方法在硬件實(shí)現(xiàn)上較為簡單？（）A.直接轉(zhuǎn)換B.通過中間碼轉(zhuǎn)換C.使用譯碼器轉(zhuǎn)換D.以上方法復(fù)雜度相似7、在數(shù)字邏輯中，對于一個復(fù)雜的時序邏輯電路，需要判斷其是否能夠正常工作并且滿足設(shè)計要求。以下哪種方法是最有效的驗(yàn)證手段？（）A.功能仿真，通過軟件模擬電路行為B.硬件測試，實(shí)際搭建電路進(jìn)行測試C.理論分析，根據(jù)邏輯關(guān)系推斷D.依靠經(jīng)驗(yàn)判斷，不進(jìn)行具體測試8、若要設(shè)計一個能對輸入的3位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行排序的電路，最少需要幾個比較器？（）A.2B.3C.4D.59、已知一個數(shù)字電路的功耗主要由靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗組成，當(dāng)電路的工作頻率增加時，哪種功耗會顯著增加？（）A.靜態(tài)功耗B.動態(tài)功耗C.靜態(tài)和動態(tài)功耗都會增加D.靜態(tài)和動態(tài)功耗都不變10、假設(shè)正在研究數(shù)字電路的功耗問題。隨著電路規(guī)模的增大和工作頻率的提高，功耗成為一個重要的考慮因素。如果要降低一個數(shù)字電路的功耗，以下哪種措施是最有效的？（）A.降低電源電壓B.減少電路中的邏輯門數(shù)量C.降低工作頻率D.以上方法綜合使用，以最大程度降低功耗11、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為半加器和全加器。半加器和全加器的主要區(qū)別是什么？（）A.半加器不考慮進(jìn)位輸入，全加器考慮進(jìn)位輸入B.半加器的運(yùn)算速度快，全加器的運(yùn)算速度慢C.不確定D.半加器和全加器沒有區(qū)別12、在數(shù)字電路中，若要實(shí)現(xiàn)一個能將輸入的8位二進(jìn)制數(shù)除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過邏輯運(yùn)算D.以上都不是13、考慮數(shù)字邏輯中的數(shù)據(jù)選擇器，假設(shè)使用一個4選1數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)一個邏輯函數(shù)。以下關(guān)于數(shù)據(jù)選擇器的使用和邏輯函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，哪個說法是正確的（）A.數(shù)據(jù)選擇器不能實(shí)現(xiàn)任何邏輯函數(shù)B.可以通過設(shè)置選擇端的輸入來實(shí)現(xiàn)特定邏輯函數(shù)C.數(shù)據(jù)選擇器只能實(shí)現(xiàn)簡單的與或邏輯D.實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)時不需要考慮輸入數(shù)據(jù)的組合14、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字信號的傳輸會受到噪聲的影響。以下關(guān)于數(shù)字信號抗噪聲性能的描述中，錯誤的是（）A.數(shù)字信號的幅度越大，抗噪聲性能越好B.數(shù)字信號的頻率越高，抗噪聲性能越好C.采用編碼方式可以提高數(shù)字信號的抗噪聲性能D.增加信號的冗余度可以提高抗噪聲性能15、在數(shù)字邏輯中，計數(shù)器是常見的時序邏輯電路。如果要設(shè)計一個模10的計數(shù)器，也就是從0計數(shù)到9后重新回到0，以下哪種方法是可行的？（）A.使用4個觸發(fā)器，通過反饋邏輯實(shí)現(xiàn)B.使用5個觸發(fā)器，按照特定順序連接C.使用10個觸發(fā)器，每個對應(yīng)一個計數(shù)狀態(tài)D.無法用常見的數(shù)字邏輯器件實(shí)現(xiàn)模10計數(shù)器16、若要將一個8位的二進(jìn)制數(shù)擴(kuò)展為16位，同時保持?jǐn)?shù)值不變，應(yīng)該進(jìn)行什么操作？（）A.在高位補(bǔ)0B.在高位補(bǔ)1C.在低位補(bǔ)0D.在低位補(bǔ)117、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、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18、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。以下關(guān)于只讀存儲器（ROM）特點(diǎn)的描述中，錯誤的是（）A.存儲的內(nèi)容在斷電后不會丟失B.只能讀取數(shù)據(jù)，不能寫入數(shù)據(jù)C.可以通過編程改變存儲的內(nèi)容D.常用于存儲固定不變的程序和數(shù)據(jù)19、在數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA得到了廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于可編程邏輯器件的描述，錯誤的是（）A.CPLD結(jié)構(gòu)簡單，適合實(shí)現(xiàn)規(guī)模較小的邏輯電路B.FPGA具有更高的靈活性和集成度，適合復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計C.可編程邏輯器件在使用前需要進(jìn)行編程，可以通過硬件描述語言或原理圖輸入等方式D.一旦可編程邏輯器件被編程，就不能再進(jìn)行修改，除非更換器件20、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計中，使用硬件描述語言（HDL）可以提高設(shè)計效率和可維護(hù)性。以下關(guān)于硬件描述語言的描述，錯誤的是（）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.硬件描述語言可以用于描述數(shù)字電路的邏輯功能、結(jié)構(gòu)和時序等方面C.使用硬件描述語言編寫的代碼可以直接在數(shù)字電路中實(shí)現(xiàn)，不需要進(jìn)行任何轉(zhuǎn)換D.硬件描述語言的學(xué)習(xí)難度較大，需要具備一定的數(shù)字邏輯基礎(chǔ)21、假設(shè)在一個計算機(jī)的內(nèi)存管理單元中，需要根據(jù)地址線的輸入來確定內(nèi)存單元的讀寫操作。地址線的信號經(jīng)過一系列的邏輯處理來生成控制信號。如果要實(shí)現(xiàn)一個能夠根據(jù)不同地址范圍進(jìn)行不同操作的邏輯電路，以下哪種方法是最合適的？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時序邏輯電路C.使用可編程邏輯器件D.使用模擬電路22、在一個采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)中，若用高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0，那么以下哪種電平組合表示邏輯與運(yùn)算的結(jié)果為1？（）A.兩個輸入均為高電平B.兩個輸入均為低電平C.一個輸入為高電平，一個輸入為低電平D.以上都不對23、隨機(jī)存儲器（RAM）在數(shù)字系統(tǒng)中用于臨時存儲數(shù)據(jù)。以下關(guān)于RAM的特點(diǎn)，描述不正確的是（）A.分為靜態(tài)RAM（SRAM）和動態(tài)RAM（DRAM）B.DRAM的集成度比SRAM高，但速度較慢C.SRAM需要定時刷新來保持?jǐn)?shù)據(jù)，DRAM則不需要D.RAM的讀寫操作比ROM靈活24、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25、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制的轉(zhuǎn)換是一項基本的操作。將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時，以下方法錯誤的是（）A.除2取余法，將每次的余數(shù)從右往左排列B.不斷將十進(jìn)制數(shù)除以2，直到商為0C.可以先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制，再將八進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制D.直接按照二進(jìn)制的位權(quán)展開計算二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）深入解釋在編碼器的編碼安全性考慮中，如何防止編碼被非法獲取或篡改。2、（本題5分）詳細(xì)說明在譯碼器的可測試性設(shè)計中，如何添加測試點(diǎn)和測試邏輯。3、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，說明如何利用數(shù)字邏輯實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的編碼和解碼，舉例說明常見的編碼和解碼方式。4、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的同步電路的建立時間和保持時間的余量分析。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將12位二進(jìn)制輸入信號譯碼為4096個輸出信號。2、（本題5分）設(shè)計一個計數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到127的計數(shù)，并在特定狀態(tài)下改變計數(shù)方向。3、（本題5分）使用D觸發(fā)器設(shè)計一個同步時序邏輯電路，實(shí)現(xiàn)一個模7的加法計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路連接。4、（本題5分）設(shè)計一個編碼器，將262144個輸入信號編碼為18位二進(jìn)制輸出信號。5、（本題5分）用邏輯門設(shè)計一個能實(shí)現(xiàn)兩個4位二進(jìn)制數(shù)除法運(yùn)算（商和余數(shù)）的電路，畫出邏輯圖和真值表。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計一個簡單的數(shù)字時鐘電路，包括時、分、秒的顯示和計時功能。詳細(xì)闡述時鐘電路的邏輯結(jié)構(gòu)、計時脈沖的產(chǎn)生、時間的調(diào)整和