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《數字電子技術基礎》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批閱人一、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、想象一個數字系統中，需要實現一個數據緩沖器，能夠暫時存儲輸入的數據。以下哪種器件可能是最適合的？（）A.鎖存器，能夠在特定條件下保持數據B.寄存器，具有更穩定的存儲和控制功能C.計數器，主要用于計數操作，不適合作為緩沖器D.譯碼器，用于將編碼轉換為特定的輸出2、在數字系統中，若要對一個10位的二進制數進行編碼，使其能夠通過較少的線路進行傳輸，以下哪種編碼方式可能是合適的？（）A.格雷碼B.8421碼C.余3碼D.以上都不是3、數字邏輯中的寄存器可以用于存儲數據和移位操作。一個雙向移位寄存器，在時鐘上升沿到來時，可以進行左移和右移操作。如果當前寄存器的值為1010，控制信號為左移，輸入為1，時鐘上升沿到來后，寄存器的值會變成什么？（）A.0101B.1101C.不確定D.根據其他因素判斷4、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5、在數字邏輯電路中，使用集成電路芯片構建電路時，需要考慮芯片的引腳功能和連接方式。假設使用一個特定的譯碼器芯片，以下關于芯片引腳的理解和使用，哪個是正確的（）A.所有引腳的功能都是固定的，不能改變B.可以根據需要靈活配置某些引腳的功能C.引腳的連接順序不影響電路功能D.以上說法都不正確6、在數字邏輯設計中，寄存器可以存儲數據。一個8位寄存器，能夠存儲的最大二進制數是多少？（）A.255B.256C.不確定D.根據寄存器的類型判斷7、在數字邏輯中，可編程邏輯器件（PLD）如CPLD和FPGA為數字系統的設計提供了很大的靈活性。CPLD采用的是基于乘積項的結構，而FPGA采用的是基于查找表的結構。以下關于CPLD和FPGA的比較，正確的是：（）A.CPLD的集成度高于FPGAB.FPGA的編程靈活性高于CPLDC.CPLD的速度比FPGA快D.FPGA的功耗比CPLD低8、假設正在設計一個數字系統的控制器，需要根據不同的輸入條件產生相應的控制信號。以下哪種控制器的設計方法可能更適合復雜的控制邏輯？（）A.硬布線控制器，基于邏輯門實現B.微程序控制器，通過微指令控制C.隨機控制器，根據隨機數產生控制信號D.以上方法在復雜控制邏輯下效果相同9、可編程邏輯器件（PLD）為數字電路設計提供了靈活性。假設我們正在使用PLD進行設計。以下關于PLD的描述，哪一項是不準確的？（）A.可編程邏輯陣列（PLA）、可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）都屬于PLDB.PLD可以通過編程實現特定的邏輯功能，減少硬件設計的復雜性C.復雜可編程邏輯器件（CPLD）和現場可編程門陣列（FPGA）在結構和性能上有很大的差異D.一旦PLD被編程，就無法再次修改其邏輯功能10、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11、對于數字邏輯中的可編程邏輯器件（PLD），假設需要實現一個復雜的數字邏輯功能。以下哪種PLD類型在靈活性和集成度方面具有優勢？（）A.PALB.GALC.CPLDD.FPGA12、在數字邏輯中，要用Verilog語言實現一個3位的加法器，以下哪種方式是常見的？（）A.使用模塊B.使用任務C.使用函數D.以上都可以13、在數字邏輯中，競爭冒險是一種可能出現的現象，會導致電路輸出出現不正確的尖峰脈沖。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，由于信號傳輸延遲不一致導致B.可以通過增加冗余項、引入選通脈沖等方法消除競爭冒險C.競爭冒險只會影響電路的輸出信號，不會對整個系統的功能造成嚴重影響D.所有的數字邏輯電路都存在競爭冒險現象，無法完全避免14、考慮一個數字電路中的移位寄存器，它可以實現數據的左移、右移和并行輸入輸出。如果需要在每個時鐘脈沖將數據左移一位，并在最右邊補0，以下哪種移位寄存器能夠滿足這個要求？（）A.單向移位寄存器，只能左移B.雙向移位寄存器，可選擇左移或右移C.環形移位寄存器，數據循環移動D.以上移位寄存器都可以實現15、在數字邏輯的發展過程中，不斷有新的技術和方法出現。以下關于數字邏輯發展趨勢的描述，錯誤的是（）A.集成度越來越高，芯片的功能越來越強大B.工作速度不斷提高，能夠處理更高速的信號C.功耗越來越低，符合節能環保的要求D.發展逐漸停滯，已經沒有太多的創新空間16、在數字電路中，能夠將輸入的高、低電平編碼為二進制代碼的電路是？（）A.優先編碼器B.普通編碼器C.七段顯示譯碼器D.以上都不是17、數字邏輯中的加法器是重要的運算單元。假設要設計一個4位二進制加法器，使用全加器來實現。在考慮進位傳遞時，以下哪種方法能夠有效地減少電路的延遲和復雜度？（）A.串行進位B.并行進位C.分組進位D.不考慮進位，直接相加18、在數字邏輯中，有限狀態機（FSM）是一種重要的模型。以下關于有限狀態機的描述，準確的是（）A.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B.有限狀態機的狀態轉換是隨機的，不受輸入和當前狀態的影響C.有限狀態機只能用于簡單的數字電路設計，不能用于復雜的系統D.設計有限狀態機時，不需要考慮狀態的編碼方式19、對于一個采用上升沿觸發的D觸發器，當D輸入端為1且時鐘上升沿到來時，輸出Q的值為？（）A.0B.1C.保持不變D.不確定20、已知一個數字系統采用同步置數的計數器，在置數信號有效的下一個時鐘脈沖，計數器將置入什么數值？（）A.0B.設定的數值C.隨機數值D.不確定二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（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。2、（本題5分）說明在數字邏輯中如何進行邏輯函數的最小項展開，以及其在化簡中的作用。3、（本題5分）詳細闡述在移位寄存器的工作原理中，左移、右移和并行輸入輸出的操作過程和應用場景。4、（本題5分）闡述數字邏輯中移位寄存器的并行輸出和串行輸出的轉換方法，舉例說明在不同數據接口中的應用。5、（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。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（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整形功能。2、（本題5分）設計一個能對輸入的6位二進制數進行排序（從小到大）的邏輯電路，給出設計思路和邏輯表達式。3、（本題5分）設計一個能判斷輸入的9位二進制數是否能被5整除且其數字之和為偶數的邏輯電路，列出真值表和邏輯表達式。4、（本題5分）設計一個搶答器的控制電路，能夠實現多個選手的搶答判斷和顯示，畫出邏輯圖和工作流程。5、（本題5分）使用計數器和比較器設計一個能在特定范圍內計數的電路，例如5-10，畫出邏輯圖和計數條件。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）給定一個8位的二進制數，使用邏輯運算（與、或、非、異或等）實現對其某些特定位的置位和清零操作。詳細分析每一步操作所使用的邏輯運算及其作用，解釋最終結果是如何得到的。2、（本題10分