现代数字系统设计-习题集(含答案)

现代数字系统设计_习题集(含答案)

姓名：__________考号：__________题号一二三四五总分评分一、单选题(共10题)1.在数字电路中，二进制编码器的主要功能是什么？()A.将二进制数转换为十进制数B.将十进制数转换为二进制数C.将多个输入信号编码成较少的输出信号D.将模拟信号转换为数字信号2.下列哪项不是常见的时序逻辑电路？()A.触发器B.计数器C.振荡器D.逻辑门3.在数字电路中，同步计数器与异步计数器的区别是什么？()A.同步计数器的计数速度比异步计数器快B.异步计数器的计数速度比同步计数器快C.同步计数器的输出信号是同步的，异步计数器的输出信号是异步的D.异步计数器的输出信号是同步的，同步计数器的输出信号是异步的4.在数字电路设计中，什么是最小项？()A.逻辑门的最小输入组合B.逻辑函数的真值表中，同时为0或1的输入组合C.逻辑函数的真值表中，同时为1的输入组合D.逻辑函数的真值表中，同时为0的输入组合5.在数字电路中，CMOS电路的优点是什么？()A.功耗大，速度慢B.功耗小，速度快C.功耗大，速度慢，但稳定性好D.功耗小，速度慢，但抗干扰能力强6.在数字电路中，何为串行进位？()A.计数器中数据从一个计数单元直接传递到下一个计数单元B.计数器中数据从一个计数单元经过多个计数单元传递到下一个计数单元C.计数器中数据从一个计数单元传递到上一个计数单元D.计数器中数据从一个计数单元同时传递到所有计数单元7.在数字电路中，何为并行进位？()A.计数器中数据从一个计数单元直接传递到下一个计数单元B.计数器中数据从一个计数单元经过多个计数单元传递到下一个计数单元C.计数器中数据从一个计数单元传递到上一个计数单元D.计数器中数据从一个计数单元同时传递到所有计数单元8.在数字电路中，何为触发器？()A.用于存储一个二进制位的电路B.用于产生时钟信号的电路C.用于放大信号的电路D.用于产生脉冲信号的电路9.在数字电路中，何为组合逻辑电路？()A.输出只取决于当前输入的电路B.输出取决于当前输入和过去输入的电路C.输出只取决于当前输入和时钟信号的电路D.输出取决于当前输入和时钟信号以及过去输入的电路10.在数字电路中，何为时序逻辑电路？()A.输出只取决于当前输入的电路B.输出取决于当前输入和过去输入的电路C.输出只取决于当前输入和时钟信号的电路D.输出取决于当前输入和时钟信号以及过去输入的电路二、多选题(共5题)11.在数字电路设计中，以下哪些是常见的逻辑门？()A.与门B.或门C.非门D.异或门E.与非门F.或非门12.在数字系统中，以下哪些是常见的编码器类型？()A.1-of-2编码器B.2-of-4编码器C.4-of-16编码器D.7段显示编码器E.十进制到二进制编码器F.优先编码器13.在数字系统中，以下哪些因素会影响时钟信号的设计？()A.时钟频率B.时钟周期C.时钟信号的上升沿和下降沿时间D.时钟信号的幅度E.时钟信号的噪声F.时钟信号的稳定度14.在数字电路的时序分析中，以下哪些是可能引起时序问题的因素？()A.逻辑门延迟B.布线延迟C.存储器访问时间D.信号完整性问题E.动态功耗F.热效应15.在数字电路设计中，以下哪些技术可以用于提高电路的集成度和性能？()A.CMOS工艺B.闩锁技术C.功耗优化D.封装技术E.数字信号处理F.仿真技术三、填空题(共5题)16.在数字电路中，用于存储一个二进制位的电路称为______。17.在二进制编码器中，输入信号的数目与输出信号的数目之间的关系是______。18.在数字电路设计中，用于描述逻辑函数真值表中每个输入组合对应输出值的表格称为______。19.在数字电路中，用于产生周期性信号的电路称为______。20.在数字电路设计中，用于将模拟信号转换为数字信号的电路称为______。四、判断题(共5题)21.在数字电路中，与非门和或非门的逻辑功能相同。()A.正确B.错误22.在数字电路设计中，所有触发器都可以用于计数器的设计。()A.正确B.错误23.在数字电路中，时钟信号的上升沿和下降沿时间相同。()A.正确B.错误24.在数字电路设计中，提高电路的时钟频率会降低电路的功耗。()A.正确B.错误25.在数字电路中，编码器的输出信号总是比输入信号多。()A.正确B.错误五、简单题(共5题)26.简述数字电路与模拟电路的主要区别。27.解释什么是时序逻辑电路，并举例说明。28.描述什么是数字信号处理，并说明它在数字系统设计中的作用。29.阐述数字电路设计中什么是功耗优化，以及为什么它很重要。30.解释什么是信号完整性，以及为什么它在高速数字电路设计中非常重要。

现代数字系统设计_习题集(含答案)一、单选题(共10题)1.【答案】C【解析】二进制编码器的主要功能是将多个输入信号编码成较少的输出信号，通常用于减少信号线的数量。2.【答案】D【解析】逻辑门属于组合逻辑电路，不涉及时序，而触发器、计数器和振荡器都是时序逻辑电路。3.【答案】C【解析】同步计数器的输出信号是同步的，而异步计数器的输出信号是异步的，这是它们的主要区别。4.【答案】C【解析】在逻辑函数的真值表中，同时为1的输入组合称为最小项。5.【答案】B【解析】CMOS电路具有功耗小，速度快等优点，广泛应用于数字电路设计中。6.【答案】B【解析】串行进位是指计数器中数据从一个计数单元经过多个计数单元传递到下一个计数单元的过程。7.【答案】D【解析】并行进位是指计数器中数据从一个计数单元同时传递到所有计数单元的过程。8.【答案】A【解析】触发器是一种用于存储一个二进制位的电路，是时序逻辑电路的基本单元。9.【答案】A【解析】组合逻辑电路的输出只取决于当前输入，而不依赖于过去的状态。10.【答案】B【解析】时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还取决于过去的状态，即过去输入的历史信息。二、多选题(共5题)11.【答案】ABCDEF【解析】与门、或门、非门、异或门、与非门和或非门都是数字电路设计中常见的逻辑门。12.【答案】ABCDEF【解析】1-of-2编码器、2-of-4编码器、4-of-16编码器、7段显示编码器、十进制到二进制编码器和优先编码器都是常见的编码器类型。13.【答案】ABCDEF【解析】时钟频率、时钟周期、时钟信号的上升沿和下降沿时间、时钟信号的幅度、噪声和稳定度都是影响时钟信号设计的因素。14.【答案】ABCD【解析】逻辑门延迟、布线延迟、存储器访问时间和信号完整性问题是可能引起数字电路时序问题的常见因素。动态功耗和热效应虽然重要，但通常与时序问题关系不大。15.【答案】ABCDF【解析】CMOS工艺、闩锁技术、功耗优化和仿真技术都是提高数字电路集成度和性能的关键技术。数字信号处理通常用于信号处理领域，而不是直接用于提高电路设计性能。封装技术虽然重要，但更多关注的是物理封装，而不是电路性能。三、填空题(共5题)16.【答案】触发器【解析】触发器是一种基本的时序逻辑电路，可以用来存储一个二进制位的信息。17.【答案】输入信号数目大于输出信号数目【解析】二进制编码器将多个输入信号转换成较少的输出信号，因此输入信号的数目总是大于输出信号的数目。18.【答案】真值表【解析】真值表详细地列出了逻辑函数的所有可能的输入组合及其对应的输出结果。19.【答案】振荡器【解析】振荡器可以产生连续的周期性信号，是数字电路中产生时钟信号或其他周期性波形的关键组件。20.【答案】模数转换器（ADC）【解析】模数转换器（Analog-to-DigitalConverter，简称ADC）将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。四、判断题(共5题)21.【答案】错误【解析】与非门（NAND）和或非门（NOR）虽然都包含与门和或门，但它们的逻辑功能不同。与非门是先与后非，而或非门是先或后非。22.【答案】错误【解析】虽然所有触发器都可以用于计数器的设计，但不同类型的触发器（如JK触发器、D触发器）适用于不同类型的计数器设计。23.【答案】错误【解析】时钟信号的上升沿和下降沿时间通常不同，这是因为时钟信号的传输线特性以及电路设计的影响。24.【答案】错误【解析】提高电路的时钟频率通常会增加电路的功耗，因为更多的逻辑门在单位时间内被激活。25.【答案】正确【解析】编码器的作用是将多个输入信号转换成较少的输出信号，因此输出信号的数目总是小于或等于输入信号的数目，但不会多于输入信号数目。五、简答题(共5题)26.【答案】数字电路使用离散的数字信号（通常是二进制），而模拟电路使用连续的模拟信号。数字电路中的信号只有两种状态，即高电平和低电平，而模拟电路中的信号可以在一定范围内连续变化。此外，数字电路的设计更加模块化，便于集成化和标准化生产，而模拟电路的设计则更加复杂，对温度、电压等外界条件敏感。【解析】此题要求考生对数字电路和模拟电路的基本概念有所了解，并能够比较两者之间的区别。27.【答案】时序逻辑电路是一种其输出不仅取决于当前的输入信号，还取决于电路之前状态（即过去的状态）的数字电路。触发器是时序逻辑电路的典型例子，如D触发器可以根据当前的输入和之前的输入状态来更新其输出。【解析】此题旨在考察考生对时序逻辑电路的定义以及能够举出具体的电路例子。28.【答案】数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是指使用数字计算机来处理和传输信号的技术。在数字系统设计中，DSP可以用来进行数据压缩、滤波、信号检测和识别等操作，从而提高系统的性能和功能。【解析】此题要求考生理解数字信号处理的基本概念以及在数字系统设计中的应用。29.【答案】功耗优化是指在数字电路设计中采取各种措施来降低电路的功耗。随着集成电路集成度的提高，功耗成为一个越来越重要的问题。功耗优化不仅能够延长电池寿命，还能降低热设计功耗（Ther