自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁武漢城市職業學院

《數字邏輯與集成設計》2023-2024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、計數器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進行計數。以下關于計數器的描述，錯誤的是（）A.計數器可以按照計數方式分為加法計數器、減法計數器和可逆計數器B.同步計數器的計數速度比異步計數器快，因為所有觸發器同時翻轉C.計數器的計數容量取決于觸發器的個數和計數方式D.計數器在工作過程中不會出現誤計數的情況2、對于一個用VerilogHDL描述的數字邏輯電路，以下哪種語句通常用于描述組合邏輯？（）A.alwaysB.initialC.assignD.module3、在數字邏輯電路的優化設計中，假設一個邏輯電路可以通過多種方式實現相同的功能。以下哪個因素通常是優化時首要考慮的（）A.電路的復雜程度B.元器件的成本C.電路的速度D.以上因素同等重要4、在數字邏輯中，卡諾圖是一種用于簡化邏輯函數的工具。假設要簡化一個包含4個變量的邏輯函數，使用卡諾圖進行化簡時，以下哪種情況可能會導致化簡結果不是最簡形式？（）A.圈合并的規則使用不當B.變量的排列順序不正確C.卡諾圖中的1分布不規則D.只要使用卡諾圖，就一定能得到最簡形式5、對于一個16進制計數器，要實現從0計數到F，需要多少個時鐘脈沖？（）A.15B.16C.31D.326、在數字邏輯中，組合邏輯電路的冒險現象可以通過多種方法進行消除。假設我們正在嘗試消除冒險。以下關于冒險消除的描述，哪一項是不正確的？（）A.增加冗余項可以消除邏輯函數中的冒險，但可能會增加電路的復雜性B.引入選通脈沖可以在關鍵信號穩定時進行輸出，避免冒險C.更改邏輯設計，使其在輸入變化時不會產生過渡狀態，可以消除冒險D.冒險現象是組合邏輯電路固有的，無法完全消除，只能盡量減少其影響7、在數字邏輯中，邏輯表達式的化簡是一項重要的工作。以下關于邏輯表達式化簡方法的描述中，錯誤的是（）A.可以使用公式法進行化簡B.卡諾圖法只能用于化簡與或表達式C.代數法化簡需要熟練掌握邏輯運算的規則D.無論使用哪種方法，化簡的結果應該是唯一的8、對于一個由D觸發器構成的移位寄存器，如果要實現串行輸入并行輸出，最少需要幾個D觸發器？（）A.2B.4C.8D.169、數字邏輯中的ROM（只讀存儲器）可以存儲固定的數據。假設一個8×4的ROM，其地址線有3條，數據線有4條。當輸入地址為010時，輸出的數據可能是什么？（）A.0000B.0101C.1111D.以上都有可能10、想象一個數字系統中，需要對輸入的數字信號進行編碼，以提高數據傳輸的效率和可靠性。以下哪種編碼方式可能是最優的考慮？（）A.曼徹斯特編碼，每個時鐘周期都有跳變，便于同步但效率較低B.差分曼徹斯特編碼，解決了曼徹斯特編碼的部分缺點，但實現復雜C.NRZ編碼，簡單直接但同步困難D.以上編碼方式各有優缺點，需要根據具體應用選擇11、在數字邏輯中，數制轉換是基本的操作。將二進制數轉換為十進制數時，以下方法錯誤的是（）A.按位權展開相加B.先轉換為十六進制，再轉換為十進制C.直接將每一位乘以2的相應冪次然后相加D.利用特定的轉換公式進行計算12、競爭冒險是數字電路中可能出現的一種現象，會導致輸出出現不應有的尖峰脈沖。以下關于競爭冒險的描述，錯誤的是（）A.競爭冒險通常發生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸的延遲不同導致B.可以通過增加冗余項、接入濾波電容等方法消除競爭冒險C.競爭冒險不會對數字電路的功能產生實質性的影響，因此可以忽略不計D.在數字電路的設計和分析中，需要考慮競爭冒險的可能性，并采取相應的措施13、在數字電路中，鎖存器和觸發器都可以存儲數據。假設我們正在比較鎖存器和觸發器。以下關于鎖存器和觸發器的描述，哪一項是不準確的？（）A.鎖存器是電平敏感的存儲器件，觸發器是邊沿敏感的存儲器件B.鎖存器在輸入信號有效期間，輸出會隨著輸入的變化而變化；觸發器在時鐘邊沿時才會改變狀態C.鎖存器和觸發器的電路結構相似，只是觸發方式不同D.鎖存器比觸發器的抗干擾能力強，更適合在噪聲環境中使用14、用卡諾圖化簡邏輯函數F(A,B,C,D)=∑m(1,3,5,7,9,11,13,15)，結果為？（）A.1B.0C.A+BD.A'B'15、在數字系統中，計數器的級聯可以實現更大范圍的計數。例如，將兩個4位計數器級聯，可以得到一個8位計數器。在級聯時，需要注意低位計數器的進位信號連接到高位計數器的計數輸入端。當低位計數器從1111計數到0000時，會產生一個進位信號。以下關于計數器級聯的描述，正確的是：（）A.級聯后的計數器計數速度變慢B.級聯后的計數器的最大計數值不變C.級聯后的計數器的時鐘信號相同D.級聯后的計數器的工作方式不變16、在數字邏輯中，若要將一個8位二進制數擴大4倍，可采用的方法是：（）A.左移2位B.右移2位C.乘以4D.除以417、數字邏輯中的加法器可以進行多位二進制數的相加。一個16位二進制加法器，當兩個輸入都為最大的16位二進制數時，輸出結果會產生幾個進位？（）A.一個進位B.兩個進位C.不確定D.根據加法器的類型判斷18、對于數字邏輯中的譯碼器，假設一個系統需要將4位二進制輸入譯碼為16個輸出信號。以下哪種譯碼器能夠有效地完成這個任務？（）A.2-4譯碼器B.3-8譯碼器C.4-16譯碼器D.8-256譯碼器19、在數字電路的觸發器設計中，假設需要一個能夠在時鐘上升沿觸發并且具有異步置位和復位功能的觸發器。以下哪種觸發器符合這些要求？（）A.D觸發器B.JK觸發器C.T觸發器D.SR觸發器20、若要設計一個能對兩個8位二進制數進行減法運算并判斷結果是否為零的電路，以下哪種集成電路可能是首選？（）A.74LS283B.74LS194C.74LS00D.74LS0821、在數字邏輯中，有限狀態機（FSM）是一種用于描述時序邏輯行為的模型。以下關于有限狀態機的描述中，正確的是（）A.由狀態、輸入、輸出和狀態轉換組成B.可以用狀態圖和狀態表來描述C.能夠實現復雜的控制邏輯D.以上都是22、在數字系統中，要將一個4位的二進制數轉換為格雷碼，以下轉換方式正確的是：（）A.直接按位取反B.相鄰位異或C.相鄰位相加D.整體乘以223、當設計一個數字邏輯電路來比較兩個4位二進制數的大小關系時，以下哪種電路結構和邏輯門的組合可能是最有效的（）A.使用多個比較器級聯B.僅使用與門和或門C.通過加法器計算差值判斷D.以上方法都效率低下24、D觸發器是一種常見的觸發器，其特點是在時鐘脈沖作用下，輸出跟隨輸入變化。對于D觸發器，以下描述錯誤的是（）A.D觸發器可以由JK觸發器轉換而來B.D觸發器的邏輯功能比JK觸發器簡單C.D觸發器常用于數據的鎖存和同步D.D觸發器的輸出狀態在每個時鐘脈沖到來時都一定會翻轉25、在數字邏輯電路中，三態門具有特殊的功能。以下關于三態門的描述中，正確的是（）A.輸出有高電平、低電平和高阻態三種狀態B.三態門常用于實現數據的雙向傳輸C.三態門的控制端控制輸出的狀態D.以上都是二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細說明在多路分配器的控制信號生成中，如何根據特定邏輯產生準確的控制信號。2、（本題5分）詳細說明在多路選擇器的功耗分析中，影響功耗的因素和降低功耗的方法。3、（本題5分）說明在數字系統中如何進行數字信號的數字濾波，去除噪聲。4、（本題5分）說明在數字邏輯設計中如何利用邏輯綜合工具將硬件描述語言轉換為門級電路。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個能判斷輸入的4位二進制數是否為素數的邏輯電路，列出真值表和邏輯表達式。2、（本題5分）用JK觸發器和邏輯門設計一個能實現狀態跳轉的電路，根據輸入條件跳轉到特定狀態，畫出狀態圖。3、（本題5分）設計一個計數器，能夠實現從0到9的循環計數，并在特定狀態下輸出控制信號。4、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的8位二進制數進行奇偶校驗，當輸入數據中1的個數為奇數時輸出1，否則輸出0，并畫出邏輯電路圖。5、（本題5分）設計一個數字電路，能夠對輸入的7位二進制數進行加密，加密規則為每個位與相鄰的位進行異或操作，輸出加密后的7位二進制數，畫出邏輯電路圖。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）設計一個簡單的數字電路，能夠實現對兩個4位二進制數進行相加，并輸出結果。分析該電路的工作原理，包括使用的邏輯門、進位機制等。同時，考慮如何優化