吉林司法警官职业学院《数字图形设计》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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吉林司法警官职业学院
《数字图形设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、在数字逻辑中，可编程逻辑器件（PLD）为数字电路的设计提供了很大的灵活性。以下关于 PLD 的描述，错误的是（ ）
A. PLA 由与阵列和或阵列组成，可以实现任意组合逻辑函数
B. PAL 的与阵列可编程，或阵列固定
C. GAL 具有可重复编程和加密的特点
D. CPLD 的集成度比 FPGA 高，性能也更优越

2、在数字电路中，组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入。以下关于组合逻辑电路的描述，不正确的是（ ）
A. 常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器等
B. 组合逻辑电路不存在反馈通路，信号从输入到输出是单向传输的
C. 由于没有存储元件，组合逻辑电路的输出不能保持，会随着输入的变化而立即变化
D. 组合逻辑电路的设计不需要考虑时序问题，比时序逻辑电路简单得多

3、已知一个 JK 触发器的 J 和 K 输入端都为 1，在时钟脉冲的下降沿，触发器的状态会怎样变化？（ ）
A. 置 0 B. 置 1 C. 翻转 D. 保持不变

4、已知逻辑函数 F = (A + B)(C + D)(E + F) ，用卡诺图化简后，最简表达式为？（ ）
A. A + C + E
B. B + D + F
C. A + D + E
D. 以上都不对

5、在数字电路中，同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路各有特点。以下关于它们的比较，不正确的是（ ）
A. 同步时序逻辑电路的工作速度通常比异步时序逻辑电路快
B. 异步时序逻辑电路的设计比同步时序逻辑电路简单
C. 同步时序逻辑电路的抗干扰能力比异步时序逻辑电路强
D. 异步时序逻辑电路不存在时钟偏移问题，而同步时序逻辑电路存在

6、在数字系统中，能够对输入的二进制代码进行解码并驱动显示器件的电路是？（ ）
A. 编码器 B. 译码器 C. 数据选择器 D. 数值比较器

7、对于一个 4 位的二进制加法计数器，从 0 开始计数，当计数到哪个值时，再输入一个计数脉冲会产生进位输出？（ ）
A. 1111 B. 1000 C. 1001 D. 1110

8、数字逻辑中的移位寄存器可以实现数据的存储和移位操作。假设一个 8 位的串行输入并行输出移位寄存器，在时钟脉冲的作用下，依次输入数据 10110101 。当完成输入后，并行输出的数据是什么？（ ）
A. 10110101
B. 01011010
C. 10101101
D. 01101011

9、用卡诺图化简逻辑函数 F(A,B,C,D) = ∑m(0,2,4,6,8,10,12,14)，最简与或表达式为？（ ）
A. B + D B. A + C C. A' + C' D. B' + D'

10、在数字电路中，竞争冒险现象可能会导致输出出现错误。假设我们正在分析一个存在竞争冒险的电路。以下关于竞争冒险的描述，哪一项是不正确的？（ ）
A. 竞争冒险产生的原因是由于信号在逻辑门电路中的传输延迟不同
B. 可以通过增加冗余项、接入滤波电容等方法消除竞争冒险
C. 竞争冒险只会在组合逻辑电路中出现，时序逻辑电路中不会出现
D. 只要逻辑电路的设计合理，就一定不会出现竞争冒险现象

11、在数字逻辑中，若要判断一个数字电路是否存在竞争冒险现象，可通过：（ ）
A. 观察逻辑电路图 B. 进行功能仿真 C. 分析逻辑表达式 D. 以上都是

12、在数字逻辑设计中，若要实现一个能检测输入的 4 位二进制数中是否有奇数个 1 的电路，最少需要使用几个异或门？（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

13、考虑一个同步时序逻辑电路，若其输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路的内部状态，那么该电路属于：（ ）
A. Moore 型电路
B. Mealy 型电路
C. 无法确定
D. 以上都不是

14、当研究数字逻辑中的计数器时，假设需要设计一个能够从 0 计数到 9 然后再回到 0 循环的十进制计数器。以下哪种计数器类型和编码方式可能是最合适的选择（ ）
A. 异步计数器，8421 BCD 码
B. 同步计数器，余 3 码
C. 异步计数器，格雷码
D. 同步计数器，5421 BCD 码

15、在数字电路中，能够将输入的特定代码转换为高、低电平输出的电路是？（ ）
A. 编码器 B. 译码器 C. 数据分配器 D. 数据选择器

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）深入解释在数字电路的电磁兼容性整改中，针对超标问题的解决措施。

2、（本题5分）说明在数字逻辑中如何实现数据的编码和解码，例如汉明码的编码和解码过程。

3、（本题5分）说明在数字电路中如何利用流水线技术提高复杂逻辑电路的性能。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）用数字逻辑电路实现一个简单的编码器，将 8 个输入信号编码为 3 位二进制输出。仔细分析编码器的工作流程，包括输入信号的优先级处理、编码规则的确定以及逻辑电路的实现方式，研究不同编码方式对电路性能的影响。

2、（本题5分）有一个使用 D 触发器和逻辑门构建的串行数据接收电路，分析数据接收的同步机制和错误检测方法，给出触发器和逻辑门的配置和逻辑连接，画出时序图进行解释。讨论该电路在串行通信中的应用和可靠性保障。

3、（本题5分）设计一个数字电路，能够实现一个 16 位的并行到串行数据转换器。仔细分析并行数据和串行数据的转换过程，说明电路中如何通过移位操作和控制信号实现数据的转换。考虑如何提高转换的效率和准确性。

4、（本题5分）使用编码器和数据选择器设计一个数字电路，能够实现对多个模拟信号的数字化和选择输出。分析模拟信号数字化的过程和精度要求，以及如何根据输入信号的特点选择合适的数据选择器和编码方式。

5、（本题5分）设计一个数字电路，能够对输入的两个 4 位二进制数进行比较，并输出比较结果（大于、小于、等于）。详细分析比较的逻辑过程，包括逐位比较和最终结果的确定。考虑如何在电路中实现快速比较和减少延迟。

四、设计题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）设计一个计数器，能够实现从 0 到 131071 的计数，并在特定状态下进行计数速度的调整。

2、（本题10分）设计一个数字电路，能够判断输入的 10 位二进制数中 1 的个数是否为偶数，输出结果为 1 表示是，0 表示否，画出逻辑电路图。

3、（本题10分）设计一个能将余 3 码转换为 8421 BCD 码的转换电路，画出逻辑图和转换步骤。

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