安徽工程大学《数字电子技术》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页安徽工程大学《数字电子技术》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共30个小题，每小题1分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、数字逻辑中的ROM（只读存储器）可以存储固定的数据。假设一个8×4的ROM，其地址线有3条，数据线有4条。当输入地址为010时，输出的数据可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能2、在数字逻辑中，数制转换是基本的操作。假设我们正在进行不同数制之间的转换。以下关于数制转换的描述，哪一项是不准确的？（）A.二进制转换为十进制可以通过位权相加的方法实现B.十进制转换为二进制可以使用除2取余的方法，转换结果是唯一的C.十六进制和二进制之间的转换可以通过分组对应快速完成D.任何数制都可以准确无误地转换为其他数制，并且转换过程中不会丢失信息3、若要设计一个能对60进制进行计数的计数器，至少需要多少个触发器？（）A.6B.7C.8D.94、假设在一个计算机的内存管理单元中，需要根据地址线的输入来确定内存单元的读写操作。地址线的信号经过一系列的逻辑处理来生成控制信号。如果要实现一个能够根据不同地址范围进行不同操作的逻辑电路，以下哪种方法是最合适的？（）A.使用组合逻辑电路B.使用时序逻辑电路C.使用可编程逻辑器件D.使用模拟电路5、已知一个数字系统的工作频率为200MHz，其时钟周期是多少纳秒？（）A.5B.2C.0.5D.0.26、在数字逻辑中，若要实现一个能产生周期为1ms脉冲信号的电路，时钟频率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz7、在数字逻辑中，要用VHDL语言描述一个4位的计数器，以下哪种结构是合适的？（）A.进程结构B.函数结构C.结构体D.以上都可以8、数字逻辑中的FPGA（现场可编程门阵列）具有可编程的特性。假设在一个FPGA设计中，需要更改某个逻辑功能，以下哪种方式可以实现？（）A.重新编程B.更换芯片C.调整外部电路D.以上方式都不行9、在一个数字电路中，出现了信号的延迟问题，影响了电路的性能。以下哪种方法可能有助于减少信号延迟？（）A.优化电路布局，减少连线长度B.选择速度更快的逻辑器件C.采用流水线技术，将复杂操作分解为多个阶段D.以上方法都可以尝试10、对于一个采用上升沿触发的D触发器，当D输入端为1且时钟上升沿到来时，输出Q的值为？（）A.0B.1C.保持不变D.不确定11、随机存取存储器（RAM）在数字系统中也有广泛应用。以下关于RAM特点的描述中，正确的是（）A.读写速度比ROM快B.存储的内容在断电后不会丢失C.可以随机地进行读写操作D.容量通常比ROM大12、考虑到一个数字通信系统中的纠错编码，假设采用了卷积码进行纠错。卷积码通过在编码过程中引入冗余信息来提高纠错能力。以下关于卷积码的描述，哪个是正确的？（）A.编码和解码过程简单B.纠错能力有限C.适用于短数据块D.是一种分组码13、在数字电路中，若要实现一个能将输入的10位二进制数的高5位和低5位交换位置的电路，以下哪种方法较为简单？（）A.使用多个数据选择器B.通过逻辑运算C.利用移位寄存器D.以上都不是14、对于一个8位的串行加法器，完成一次加法运算所需的时间是并行加法器的：（）A.8倍B.1/8C.2倍D.1/215、数字逻辑中的触发器有多种类型，如D触发器、JK触发器等。假设一个D触发器，在时钟上升沿时，将输入D的值传递到输出Q。如果当前时钟周期内，D从0变为1，时钟上升沿到来，那么Q的值会变成多少？（）A.0B.1C.保持原来的值不变D.不确定16、要设计一个能将4位二进制数转换为格雷码的电路，以下哪种方法是可行的？（）A.使用加法器B.使用减法器C.通过逻辑表达式直接转换D.以上都不行17、已知一个逻辑函数的表达式为F=A⊕B⊕C⊕D，若A=1，B=0，C=1，D=0，则F的值为？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对18、逻辑函数的化简方法有多种。假设我们正在尝试化简一个复杂的逻辑函数。以下关于逻辑函数化简的描述，哪一项是不准确的？（）A.公式法化简逻辑函数需要熟练掌握布尔代数的定律和规则B.卡诺图化简法直观形象，适用于变量较少的逻辑函数化简C.无论使用哪种化简方法，得到的最简逻辑表达式都是唯一的D.逻辑函数的化简可以降低电路成本，提高电路的可靠性和稳定性19、对于数字逻辑中的ROM（只读存储器），假设需要存储一个固定的查找表。以下哪种ROM类型在成本和性能上能够达到较好的平衡？（）A.掩膜ROMB.PROMC.EPROMD.EEPROM20、考虑一个数字电路中的比较器，用于比较两个二进制数的大小。如果要比较两个8位的二进制数，以下哪种比较器的设计方案可能是最直接有效的？（）A.使用多个1位比较器级联B.构建一个专用的8位比较器电路C.通过逻辑运算实现比较功能D.利用计数器判断两个数的大小21、在数字电路中，加法器的进位链可以采用不同的结构。假设一个16位加法器，采用先行进位结构，与串行进位结构相比，以下哪个方面会有显著的改善？（）A.电路的复杂度B.计算速度C.功耗D.占用的芯片面积22、在数字逻辑中，编码器用于将一组输入信号转换为二进制编码输出。例如，一个8线-3线编码器，有8个输入信号，它会将输入的8个信号编码为3位二进制输出。如果同时有多个输入信号有效，以下关于编码器输出的描述，正确的是：（）A.输出是随机的B.输出是无效的C.输出是多个有效编码的组合D.输出是优先级最高的输入信号的编码23、考虑数字逻辑中的可编程逻辑器件（PLD），假设需要快速实现一个特定的数字逻辑功能。以下关于PLD的特点和使用，哪个说法是正确的（）A.编程复杂，不适合快速开发B.灵活性高，可以重复编程C.成本高昂，不适合小规模应用D.以上说法都不正确24、在逻辑函数化简中，使用卡诺图化简法时，若相邻的最小项可以合并，那么合并后消去的变量是：（）A.相同的变量B.不同的变量C.任意变量D.取决于具体情况25、在一个异步时序逻辑电路中，若各触发器的时钟信号不同，可能会导致：（）A.速度加快B.功能错误C.功耗降低D.稳定性提高26、在数字系统中，需要对一个脉冲信号进行整形和滤波，以得到更清晰稳定的信号。以下哪种电路可以实现这个功能？（）A.施密特触发器，对输入进行整形B.低通滤波器，滤除高频噪声C.积分电路，平滑信号D.以上电路都可以用于信号整形和滤波27、在数字电路中，用卡诺图化简逻辑函数时，如果相邻的最小项可以合并，那么最少需要几个相邻的最小项才能进行合并？（）A.2B.4C.8D.1628、对于一个同步时序逻辑电路，若输入信号在时钟脉冲有效沿之后发生变化，对输出有影响吗？（）A.有B.没有C.不确定D.以上都有可能29、在数字逻辑电路的测试和故障诊断中，逻辑分析仪是一种常用的工具。它可以同时监测多个信号，并以图形的方式显示信号的变化。逻辑分析仪的主要优点包括：（）A.只能处理低速信号B.不能存储大量的数据C.能够快速准确地捕捉和分析信号D.价格昂贵，不适合一般应用30、在一个数字电路中，使用了多个触发器来存储数据。关于触发器的工作特性，以下哪种描述是准确的？（）A.D触发器在时钟上升沿时根据输入值改变状态B.JK触发器在输入J=K=1时，会保持原状态C.T触发器只有在输入为1时才改变状态D.以上触发器的描述都不准确二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字电路，能够检测一个48位二进制数中是否存在特定的8位数据序列。详细分析检测算法和逻辑，说明电路中如何实现快速准确的序列检测。考虑如何处理数据序列的重复出现和位置不确定的情况。2、（本题5分）给定一个复杂的数字系统，分析其功耗特性和散热需求。研究如何通过优化电路设计、选择低功耗器件和采用节能策略来降低系统功耗，保证系统的稳定性和可靠性。3、（本题5分）给定一个数字系统的功耗分析报告，分析各个模块的功耗分布和主要的功耗来源。提出降低系统功耗的策略和方法，如电源管理、门级优化或采用低功耗器件。4、（本题5分）有一个数字显示系统，需要将输入的数字信号转换为对应的七段数码管显示编码。分析七段数码管的显示原理和编码规则，设计相应的数字电路实现编码转换。探讨如何处理多位数字的显示和动态扫描显示技术。5、（本题5分）有一个使用D触发器的数字电路，分析D触发器的工作原理和特性，给出其在存储数据和保持状态方面的优势。通过一个具体的电路示例，展示D触发器的应用，并画出时序图进行解释。三、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）详细说明在移位寄存器的串行通信应用中，如何实现数据的发送和接收。2、（本题5分）阐述数字逻辑中编码器和译码器的面积和速度的权衡，举例说明在不同应用场景中的优化策略。3、（本题5分）阐述数字逻辑中三态门的工作原理和应用场景，举例说明