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《數字電子技術》2021-2022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一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、在數字電路中，比較器用于比較兩個數字量的大小。假設我們正在使用比較器。以下關于比較器的描述，哪一項是不準確的？（）A.比較器可以比較兩個二進制數的大小，并輸出相應的比較結果B.多位比較器可以通過級聯多個一位比較器來實現C.比較器的輸出通常包括大于、小于和等于三種情況D.比較器的速度和精度只取決于輸入數字量的位數，與電路結構無關2、對于一個由JK觸發器構成的時序邏輯電路，若要實現自啟動功能，需要檢查：（）A.狀態轉換圖B.邏輯表達式C.真值表D.卡諾圖3、在數字邏輯電路的可靠性設計中，假設一個電路需要在惡劣的環境條件下長時間穩定運行，例如高溫、高濕度和強電磁干擾。為了提高電路的可靠性和容錯能力，以下哪種技術或方法是經常采用的？（）A.冗余設計B.電磁屏蔽C.散熱優化D.以上都是4、對于一個異步時序邏輯電路，其狀態轉換與時鐘信號不同步。若在某個時刻，輸入發生變化，那么狀態的改變會立即發生嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.不確定5、在數字邏輯設計中，若要實現邏輯函數F=AB+AC，最簡的與非-與非表達式為：（）A.((AB)'(AC)')'B.((A+B)'(A+C)')'C.((A'B')(A'C'))'D.((A+B)(A+C))'6、加法器是數字電路中進行加法運算的重要部件。在半加器和全加器中，以下說法不正確的是（）A.半加器不考慮低位的進位，而全加器需要考慮B.多個半加器可以組合成一個全加器C.全加器的進位輸出只與當前的輸入有關，與之前的運算結果無關D.半加器和全加器都可以用邏輯門實現7、一個8位的D/A轉換器，若其滿量程輸出電壓為5V，當輸入數字量為10000000時，輸出電壓為：（）A.0.5VB.1.25VC.2.5VD.5V8、對于一個4位的二進制加法計數器，從0開始計數，當計數到哪個值時，再輸入一個計數脈沖會產生進位輸出？（）A.1111B.1000C.1001D.11109、數字邏輯是計算機科學和電子工程的重要基礎，它主要研究數字信號和數字電路的設計與分析。在數字邏輯中，二進制數是最基本的數值表示形式。以下關于二進制數的描述，錯誤的是（）A.二進制數只有0和1兩個數字B.二進制數的位權是2的冪次方C.二進制數轉換為十進制數可以通過位權展開相加的方法D.二進制數在進行算術運算時，規則比十進制數簡單，所以在所有情況下都更適合進行計算10、考慮一個數字系統，需要對輸入的模擬信號進行數字化處理。在這個過程中，首先需要進行采樣和量化。如果要提高數字化的精度，以下哪種措施是關鍵的？（）A.增加采樣頻率B.提高量化的位數C.優化采樣保持電路D.以上措施都對提高精度有同等重要的作用11、在數字電路中，觸發器的觸發方式有多種。以下關于觸發器觸發方式的描述中，不正確的是（）A.電平觸發方式在觸發信號為高電平時有效B.邊沿觸發方式在上升沿或下降沿時有效C.主從觸發方式可以避免空翻現象D.所有的觸發器都可以采用以上三種觸發方式12、邏輯門是數字電路的基本單元，常見的邏輯門有與門、或門、非門等。對于與非門和或非門，以下說法錯誤的是（）A.與非門是先進行與運算，然后對結果取非B.或非門是先進行或運算，然后對結果取非C.與非門和或非門都可以由與門、或門和非門組合而成D.與非門和或非門在邏輯功能上是完全相同的13、在數字邏輯中，有限狀態機（FSM）是一種重要的模型，用于描述時序邏輯電路的行為。以下關于有限狀態機的描述，錯誤的是（）A.有限狀態機由狀態、輸入、輸出和狀態轉換組成B.可以使用狀態圖、狀態表和硬件描述語言來描述有限狀態機C.有限狀態機可以分為摩爾型和米利型兩種類型，它們的輸出與輸入的關系不同D.有限狀態機的設計非常復雜，在實際應用中很少使用14、考慮一個數字電路中的比較器，用于比較兩個二進制數的大小。如果要比較兩個8位的二進制數，以下哪種比較器的設計方案可能是最直接有效的？（）A.使用多個1位比較器級聯B.構建一個專用的8位比較器電路C.通過邏輯運算實現比較功能D.利用計數器判斷兩個數的大小15、在數字邏輯的運算中，補碼是一種重要的表示方法。以下關于補碼的描述，錯誤的是（）A.正數的補碼與原碼相同，負數的補碼是原碼的各位取反，末位加1B.補碼可以方便地進行加法和減法運算，無需考慮符號位C.補碼的表示范圍比原碼和反碼更廣D.補碼的轉換過程非常復雜，在實際應用中很少使用16、在數字邏輯設計中，需要考慮電路的功耗。假設一個邏輯電路，通過優化邏輯表達式可以降低功耗，以下哪種優化方法可能最有效？（）A.減少邏輯門的數量B.降低工作電壓C.減少信號的翻轉次數D.以上方法效果相同17、對于一個由多個邏輯門組成的電路，已知輸入信號A、B、C的變化順序為000->001->010->011，輸出信號的變化順序為1->0->1->0，該電路實現的是什么邏輯功能？（）A.與B.或C.非D.異或18、在數字電路中，異步時序電路與同步時序電路相比，具有一些不同的特點。假設一個異步計數器，其計數速度可能會受到以下哪個因素的影響？（）A.時鐘信號的頻率B.觸發器的類型C.各觸發器之間的延遲差異D.計數器的初始值19、當研究數字邏輯中的時序邏輯電路時，假設一個電路需要根據輸入信號的歷史狀態和當前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實現這種功能？（）A.計數器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態機20、假設要設計一個數字電路來實現一個加法/減法器，能夠根據控制信號選擇進行加法或減法操作。以下哪種設計思路可能是最合理的？（）A.使用一個加法器和一個減法器，通過控制信號選擇輸出B.在加法器的基礎上，通過改變輸入的符號實現減法操作C.重新設計一個能夠同時實現加法和減法的專用電路D.以上思路都不合理二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在數字系統中，解釋如何利用數字邏輯實現數字信號的編碼壓縮和解壓縮，分析常見的編碼壓縮算法在數字邏輯中的實現。2、（本題5分）詳細闡述在數字電路的可靠性強化試驗中，試驗的方法和目的以及效果評估。3、（本題5分）解釋在數字邏輯中如何分析邏輯電路的可靠性，評估電路在不同條件下的穩定性。4、（本題5分）解釋什么是編碼器和譯碼器，它們的工作原理是什么，以及在數字系統中的常見應用。5、（本題5分）詳細解釋數字邏輯中計數器的分類（如同步計數器和異步計數器），分析它們的工作特點和在實際應用中的選擇依據。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用D觸發器設計一個同步時序邏輯電路，實現一個模7的加法計數器，畫出狀態轉換圖和電路連接。2、（本題5分）設計一個數字電路，能夠將輸入的22位二進制數轉換為BCD碼的擴展形式，輸出為28位二進制數，畫出邏輯電路圖。3、（本題5分）設計一個譯碼器，將13位二進制輸入信號譯碼為8192個輸出信號。4、（本題5分）設計一個能產生000-111循環序列的計數器電路，采用JK觸發器實現，畫出邏輯圖和狀態轉換圖。5、（本題5分）使用T觸發器設計一個異步時序邏輯電路，實現一個10位雙向移位寄存器，畫出狀態轉換圖和電路。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）構建一個數字邏輯電路，用于實現對磁盤數據的編碼和解碼。全面分析磁盤存儲的格式和編碼方式，討論如何通過數字邏輯提高數據存儲的密度和可靠性。2、（本題10分）設計一個組合邏輯