江西司法警官職業(yè)學院《數字模型設計與制作》2023-2024學年第一學期期末試卷

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頁江西司法警官職業(yè)學院

《數字模型設計與制作》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批閱人一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、已知一個數字電路的輸入信號頻率為10kHz，經過一個2分頻電路后，輸出信號的頻率是多少？（）A.5kHzB.10kHzC.20kHzD.40kHz2、在數字邏輯設計中，需要考慮電路的可測試性。如果要設計一個易于測試的電路，以下哪種原則是應該遵循的？（）A.盡量減少內部節(jié)點的數量B.增加測試點，便于觀測內部信號C.使電路的功能盡可能簡單D.以上原則都對提高電路的可測試性有幫助3、在數字邏輯中，PLA（可編程邏輯陣列）是一種可編程的邏輯器件。假設一個PLA實現了一個邏輯函數，當輸入發(fā)生變化時，以下哪個過程決定了輸出的變化？（）A.編程的連接方式B.輸入信號的強度C.輸出的負載情況D.以上都不是4、在數字電路中，加法器是實現加法運算的重要部件。以下關于加法器的描述中，錯誤的是（）A.半加器不考慮低位的進位B.全加器考慮低位的進位C.可以通過多個半加器組成全加器D.加法器的運算速度與位數無關5、編碼器是一種常見的組合邏輯電路。以下關于編碼器功能的描述中，正確的是（）A.將二進制代碼轉換為特定的信號B.把輸入的并行數據轉換為串行數據C.將一組輸入信號編碼為二進制代碼D.對輸入的數字信號進行放大和整形6、非門是實現邏輯取反功能的邏輯門。對于非門的特性，以下描述錯誤的是（）A.非門的邏輯表達式為Y=?AB.非門可以由三極管構成C.非門的輸入和輸出之間存在一定的時間延遲，這個延遲通?？梢院雎圆挥婦.非門的輸出電平總是與輸入電平相反，沒有其他可能的輸出狀態(tài)7、在數字邏輯中，乘法運算可以通過移位和加法來實現。以下關于乘法運算的描述，錯誤的是（）A.可以使用移位寄存器和加法器來構建乘法器B.乘法運算的速度取決于移位和加法的操作次數C.并行乘法器比串行乘法器的運算速度快，但硬件復雜度高D.數字邏輯中的乘法運算與數學中的乘法運算完全相同，沒有任何區(qū)別8、在數字電路中，能夠將輸入的特定代碼轉換為相應的輸出信號以控制外部設備的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數據分配器D.控制器9、已知一個8位的D/A轉換器，輸入數字量為10000000，參考電壓為5V，那么輸出的模擬電壓大約是多少？（）A.0.39VB.1.25VC.2.5VD.5V10、對于一個JK觸發(fā)器，若J=1，K=0，在時鐘脈沖作用下，其輸出狀態(tài)為？（）A.置0B.置1C.保持不變D.翻轉11、在數字邏輯電路的優(yōu)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(yōu)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12、在數字邏輯電路中，移位寄存器可以實現數據的移位操作。一個8位左移寄存器，當輸入為特定的二進制數時，經過多次時鐘脈沖后，輸出會發(fā)生什么變化？（）A.輸出的數據依次向左移動B.輸出的數據依次向右移動C.不確定D.輸出的數據保持不變13、已知一個邏輯函數的卡諾圖，其中有四個相鄰的1格，可進行合并簡化，則合并后得到的乘積項包含幾個變量？（）A.2B.3C.4D.不確定14、在數字邏輯電路中，需要對時鐘信號進行分頻。假設一個時鐘信號的頻率為100MHz，要得到一個頻率為10MHz的分頻信號，以下哪種方法可以實現？（）A.計數器B.移位寄存器C.編碼器D.譯碼器15、在數字邏輯中，若要實現一個能產生周期為1ms脈沖信號的電路，時鐘頻率至少需要多少？（）A.1kHzB.1MHzC.1000HzD.1000MHz16、在數字邏輯電路中，數據選擇器可以根據控制信號選擇不同的輸入數據作為輸出。一個4選1數據選擇器，當控制信號為特定值時，如何確定輸出是哪個輸入數據？（）A.根據控制信號的二進制值確定輸出B.根據輸入數據的大小確定輸出C.不確定D.根據其他因素判斷17、在數字邏輯中，數制的轉換是一項基本的操作。將十進制數轉換為二進制數時，以下方法錯誤的是（）A.除2取余法，將每次的余數從右往左排列B.不斷將十進制數除以2，直到商為0C.可以先將十進制數轉換為八進制，再將八進制轉換為二進制D.直接按照二進制的位權展開計算18、在數字邏輯電路中，時序邏輯電路與組合邏輯電路的主要區(qū)別是什么？時序邏輯電路的輸出除了取決于當前輸入還與什么有關？（）A.時序邏輯電路的輸出還與過去的輸入有關B.時序邏輯電路的輸出還與電路的結構有關C.不確定D.時序邏輯電路的輸出還與邏輯門的數量有關19、在數字電路中，若要對一個8位二進制數進行取反操作，可使用：（）A.與門B.或門C.非門D.異或門20、對于一個基本的RS觸發(fā)器，當R=1，S=0時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將是：（）A.置0B.置1C.保持不變D.不確定21、考慮到一個高速數據傳輸系統，需要對傳輸的數據進行編碼以提高抗干擾能力和糾錯能力。假設采用了一種基于特定邏輯運算的編碼方式，在接收端需要相應的解碼電路來恢復原始數據。以下哪種編碼解碼方案在高速數據傳輸中能夠提供較好的性能和糾錯能力？（）A.海明碼B.格雷碼C.BCD碼D.余3碼22、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(tài)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23、在數字電路中，能夠將輸入的特定代碼轉換為高、低電平輸出的電路是？（）A.編碼器B.譯碼器C.數據分配器D.數據選擇器24、已知一個數字系統的時鐘頻率為100MHz，若要產生一個周期為10μs的脈沖信號，需要幾級分頻電路？（）A.5B.6C.7D.825、對于一個JK觸發(fā)器，當J=1，K=0，在時鐘脈沖上升沿作用下，其輸出狀態(tài)將：（）A.置0B.置1C.翻轉D.保持26、在數字邏輯中，提高數字電路的可靠性可以采用多種措施。以下措施中，不能提高數字電路可靠性的是（）A.采用冗余設計B.優(yōu)化電路布局和布線C.提高工作電壓D.選用高質量的元器件27、考慮一個數字系統，其中的時序邏輯電路出現了不穩(wěn)定的輸出。經過檢查，發(fā)現是由于時鐘信號的抖動導致的。為了減少時鐘抖動的影響，以下哪種方法是可行的？（）A.使用更穩(wěn)定的時鐘源B.增加時鐘的緩沖級數C.對時鐘信號進行濾波處理D.以上方法都可以有效地減少時鐘抖動的影響28、在數字邏輯中，數值比較器用于比較兩個數字的大小。以下關于數值比較器功能的描述中，不正確的是（）A.可以比較兩個多位二進制數的大小B.輸出包括大于、小于和等于三種情況C.比較器的位數決定了能夠比較的數字的范圍D.數值比較器只能比較同進制的數字29、考慮數字邏輯中的移位寄存器的應用，假設在數字通信系統中使用移位寄存器進行數據的串行到并行轉換。以下關于這種應用的優(yōu)勢和工作原理，哪個描述是準確的（）A.提高數據傳輸速度B.增加數據的錯誤率C.移位寄存器在轉換過程中會丟失數據D.以上描述都不準確30、對于一個由JK觸發(fā)器構成的時序電路，若要實現一個模5的計數器，J和K的輸入應該如何設置？（）A.特定的邏輯組合B.隨機設置C.保持不變D.以上都不對二、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）有一個數字電路，使用T觸發(fā)器實現計數功能。分析T觸發(fā)器的工作模式和觸發(fā)條件，給出計數器的邏輯表達式和狀態(tài)轉換圖。討論T觸發(fā)器與其他觸發(fā)器在計數應用中的特點和差異。2、（本題5分）給定一個數字圖像處理系統中的圖像縮放模塊，需要對輸入的圖像進行放大或縮小處理。分析圖像縮放的算法和原理，如雙線性插值、最近鄰插值等。設計相應的數字電路實現圖像縮放功能，探討如何提高縮放后的圖像質量。3、（本題5分）考慮一個由與非門組成的邏輯電路，其輸入為三個信號X、Y、Z，輸出為F。給出F的邏輯表達式，并通過真值表進行驗證。分析該電路在簡化邏輯表達式和降低硬件成本方面的優(yōu)勢，以及可能存在的局限性。4、（本題5分）利用數字邏輯設計一個數字圖像縮放電路，能夠對圖像進行放大或縮小處理。詳細闡述圖像縮放的算法和邏輯實現，分析圖像質量的保持和優(yōu)化方法。5、（本題5分）用數字邏輯實現一個簡單的數字電壓表電路，能夠測量輸入電壓并以數字形式顯示。深入分析電壓測量的原理和A/D轉換邏輯，解釋如何提高測量精度和分辨率。三、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加密和解密的硬件優(yōu)化，分析優(yōu)化方法和性能提升。2、（本題5分）詳細說明在多路選擇器的信號切換時間優(yōu)化中，采取的技術和效果。3、（本題5分）詳細說明在二進制補碼運算中，如何進行加法和減法操作，并解釋為什么補碼可以方便地實現這兩種運算。4、（本題5分）闡述數