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頁安徽大學《數字產品交互設計》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(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，需要存儲一位二進制信息。以下哪種存儲元件可以實現這個功能，并且具有簡單可靠的特點？（）A.觸發器，能夠保持狀態B.寄存器，多位存儲單元C.計數器，用于計數操作D.譯碼器，將輸入編碼轉換為輸出2、考慮一個數字系統中的譯碼器，它需要將4位的二進制輸入譯碼為16個輸出信號。以下哪種譯碼器的實現方式可能是最常見的？（）A.2-4譯碼器級聯B.3-8譯碼器級聯C.使用與非門構建譯碼邏輯D.利用或門實現譯碼功能3、在數字邏輯的組合邏輯電路分析中，假設給定一個復雜的組合邏輯電路的真值表。以下哪種方法可以幫助快速確定其邏輯表達式（）A.觀察法B.卡諾圖法C.試錯法D.以上方法都不可靠4、假設要設計一個數字電路來產生一個周期性的脈沖信號，脈沖寬度和周期可以調整。以下哪種電路元件或模塊可能是最關鍵的？（）A.計數器，通過設置計數值來控制脈沖的周期B.寄存器，用于存儲脈沖的狀態C.比較器，比較輸入值來產生脈沖D.編碼器，將輸入信號轉換為特定的編碼輸出5、已知一個編碼器有8個輸入信號，需要對其進行編碼，則輸出的二進制代碼至少需要幾位？（）A.2位B.3位C.4位D.8位6、或門是數字邏輯中的另一種基本邏輯門。對于或門的特性和應用，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯功能是只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平B.或門常用于實現加法運算C.或門的邏輯表達式為Y=A∨BD.或門的輸出只取決于當前的輸入，與之前的輸入狀態無關7、在數字邏輯中，異步復位和同步復位是兩種常見的復位方式。假設一個時序電路，在復位信號有效的情況下，以下哪種復位方式能夠更可靠地將電路狀態初始化？（）A.異步復位B.同步復位C.兩者效果相同D.取決于具體電路8、對于一個由與門、或門和非門組成的組合邏輯電路，輸入信號發生變化后，輸出信號的穩定時間取決于什么？（）A.門的數量B.門的類型C.信號的傳輸路徑D.以上都是9、在數字邏輯的教學和學習中，實驗環節是非常重要的。以下關于數字邏輯實驗的描述，正確的是（）A.數字邏輯實驗可以幫助學生更好地理解理論知識，提高動手能力B.實驗中只需要按照實驗指導書的步驟進行操作，不需要思考和創新C.數字邏輯實驗的結果一定是準確無誤的，不會出現任何問題D.數字邏輯實驗設備的先進程度決定了實驗教學的質量和效果10、數據選擇器可以從多個輸入數據中選擇一個輸出。假設有一個4選1數據選擇器，其選擇控制端為S1S0，輸入數據為D0、D1、D2、D3。當S1S0=10時，輸出的數據為：（）A.D0B.D1C.D2D.D311、已知一個數字系統的時鐘周期為20ns，若要傳輸一個16位的數據，需要多長時間？（）A.320nsB.160nsC.80nsD.40ns12、在數字邏輯中，要用PLA（可編程邏輯陣列）實現一個4輸入2輸出的邏輯函數，需要多少個可編程的與陣列單元？（）A.4B.8C.16D.3213、數字邏輯中的計數器可以按照不同的進制進行計數。一個六進制計數器，需要幾個觸發器來實現？（）A.三個B.四個C.不確定D.根據計數器的類型判斷14、在數字邏輯中，若要實現將輸入的4位二進制數擴大兩倍的功能，以下哪種電路設計是可行的？（）A.在原數左邊添加兩個0B.將原數左移一位C.將原數與自身相加D.對原數進行取反操作15、考慮到一個數字圖像處理系統，需要對圖像進行邊緣檢測、特征提取等操作。這些操作通常基于特定的邏輯運算和算法實現。為了提高圖像處理的速度和精度，以下哪種數字邏輯架構最適合用于圖像的并行處理？（）A.多核處理器架構B.圖形處理單元（GPU）架構C.專用數字信號處理器（DSP）架構D.以上都是16、當研究數字邏輯中的競爭與冒險時，假設一個電路在特定輸入條件下出現了尖峰脈沖。以下哪種情況可能會加劇這種競爭與冒險現象？（）A.輸入信號變化速度快B.邏輯門的傳輸延遲小C.電路中的邏輯門數量少D.電源電壓波動大17、在數字電路中，若要實現一個能將輸入的8位二進制數乘以2的電路，以下哪種方法較為簡便？（）A.左移一位B.使用乘法器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是18、在數字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）為電路設計提供了更大的靈活性。以下關于PLD的描述，錯誤的是（）A.PLD可以通過編程來實現不同的邏輯功能B.CPLD（復雜可編程邏輯器件）和FPGA（現場可編程門陣列）是常見的PLD類型C.PLD的編程過程復雜，需要專業的硬件知識和工具D.一旦對PLD進行編程，其邏輯功能就不能再更改19、在數字系統中，能夠根據地址選擇信號將輸入數據分配到不同輸出端的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數據分配器D.數據選擇器20、數字邏輯中的全加器可以實現三個一位二進制數的相加。一個全加器的輸入為A=1，B=0，進位C_in=1，那么輸出的和S和進位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據其他因素判斷二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細說明在多路選擇器的容錯設計中，如何實現故障自診斷和自恢復功能。2、（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加密和解密，分析常見加密算法在數字邏輯中的實現方式。3、（本題5分）闡述數字邏輯中時序邏輯電路的狀態圖繪制方法和狀態分配原則，通過實際例子說明如何根據功能要求繪制準確的狀態圖。4、（本題5分）闡述數字邏輯中計數器的多相位時鐘設計和應用，分析其在同步系統中的作用和優勢。5、（本題5分）闡述數字邏輯中編碼器和譯碼器的噪聲容限和抗干擾能力，分析其在惡劣環境下的應用。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個全加器，能夠進行三個8位二進制數的加法運算，并輸出結果和進位。2、（本題5分）利用邏輯門設計一個邏輯電路，用于實現特定的信號放大功能。3、（本題5分）設計一個數據選擇器，根據20個控制信號從1048576個輸入數據中選擇一個輸出。4、（本題5分）設計一個數字電路，能夠將輸入的8位二進制數拆分為兩個4位二進制數，并分別進行加法運算，輸出結果為8位二進制數，畫出邏輯電路圖。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）利用數字邏輯設計一個數字溫度傳感器接口電路，能夠讀取和處理溫度傳感器的輸出信號。詳細闡述接口電路的設計要求、信號調理和轉換邏輯，分析溫度測量的精度和穩定性。2、（本題10分）設計一個數字電路，能夠實現一個16