閩江學(xué)院《數(shù)字信號處理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《數(shù)字信號處理》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷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、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個頻率為200kHz的方波信號進行三分頻，以下哪種電路可以實現(xiàn)？（）A.計數(shù)器B.分頻器C.加法器D.乘法器2、數(shù)字邏輯中的觸發(fā)器有多種類型，如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等。假設(shè)一個D觸發(fā)器，在時鐘上升沿時，將輸入D的值傳遞到輸出Q。如果當(dāng)前時鐘周期內(nèi)，D從0變?yōu)?，時鐘上升沿到來，那么Q的值會變成多少？（）A.0B.1C.保持原來的值不變D.不確定3、在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，數(shù)字邏輯可以用于圖像的采集、存儲和處理。以下關(guān)于數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用，錯誤的是（）A.圖像傳感器輸出的模擬信號可以通過數(shù)字邏輯電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號B.數(shù)字邏輯可以用于圖像的壓縮和加密，提高圖像的傳輸和存儲效率C.圖像的濾波、邊緣檢測等處理算法可以完全由數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)D.數(shù)字邏輯在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要是輔助性的，不是核心部分4、數(shù)字邏輯中的格雷碼具有相鄰編碼值只有一位變化的特點。假設(shè)從二進制編碼000轉(zhuǎn)換為格雷碼，轉(zhuǎn)換后的結(jié)果是什么？（）A.000B.001C.100D.0105、對于一個用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的問題，若函數(shù)包含4個變量，那么卡諾圖中最小項的個數(shù)是多少？（）A.8B.16C.32D.646、譯碼器是數(shù)字電路中的另一種重要器件。關(guān)于譯碼器的功能和應(yīng)用，以下說法錯誤的是（）A.譯碼器可以將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號B.譯碼器常用于地址譯碼和指令譯碼C.二進制譯碼器輸入的編碼位數(shù)和輸出的信號數(shù)量相同D.譯碼器只能對特定的編碼進行譯碼，不能處理任意的輸入7、對于一個JK觸發(fā)器，當(dāng)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(zhuǎn)D.保持8、D觸發(fā)器是一種常見的觸發(fā)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(fā)器，以下描述錯誤的是（）A.D觸發(fā)器可以由JK觸發(fā)器轉(zhuǎn)換而來B.D觸發(fā)器的邏輯功能比JK觸發(fā)器簡單C.D觸發(fā)器常用于數(shù)據(jù)的鎖存和同步D.D觸發(fā)器的輸出狀態(tài)在每個時鐘脈沖到來時都一定會翻轉(zhuǎn)9、在數(shù)字邏輯的應(yīng)用中，計算機的CPU設(shè)計是一個重要的領(lǐng)域。以下關(guān)于CPU中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.CPU中的算術(shù)邏輯單元（ALU）使用數(shù)字邏輯電路來實現(xiàn)各種運算B.控制單元通過數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生控制信號，協(xié)調(diào)CPU的工作C.CPU的性能主要取決于數(shù)字邏輯電路的速度和復(fù)雜度D.CPU的設(shè)計與數(shù)字邏輯的知識無關(guān)，只需要考慮軟件的需求10、在數(shù)字電路中，若要實現(xiàn)一個能將輸入的8位二進制數(shù)除以4的電路，以下哪種方法可行？（）A.右移兩位B.使用除法器芯片C.通過邏輯運算D.以上都不是11、在數(shù)字邏輯電路中，使用集成電路芯片構(gòu)建電路時，需要考慮芯片的引腳功能和連接方式。假設(shè)使用一個特定的譯碼器芯片，以下關(guān)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(jù)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12、對于一個5位的二進制計數(shù)器，從0開始計數(shù)，經(jīng)過30個時鐘脈沖后，計數(shù)器的狀態(tài)為：（）A.11110B.11101C.00011D.0000013、對于一個同步清零的計數(shù)器，在清零信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)會立即變?yōu)槎嗌?？（）A.0B.最大計數(shù)值C.隨機值D.保持不變14、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對一個8位二進制數(shù)進行加法運算。為了實現(xiàn)這個功能，可以使用多種加法器結(jié)構(gòu)，如半加器、全加器等。如果要設(shè)計一個快速的8位并行加法器，以下哪種方法是最有效的？（）A.依次使用8個半加器串聯(lián)B.依次使用8個全加器串聯(lián)C.使用多個全加器并行連接，構(gòu)成超前進位加法器D.先使用半加器，再使用全加器，混合串聯(lián)15、在數(shù)字邏輯中，若要將兩個8位二進制數(shù)相減，并產(chǎn)生借位輸出，以下哪種組合邏輯門較為合適？（）A.異或門和與門B.同或門和或門C.與非門和或非門D.減法器和與門16、在數(shù)字系統(tǒng)中，一個能夠存儲8位二進制信息的寄存器，至少需要：（）A.8個觸發(fā)器B.4個觸發(fā)器C.16個觸發(fā)器D.2個觸發(fā)器17、在數(shù)字邏輯中，數(shù)制轉(zhuǎn)換是基本的操作。將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)時，以下方法錯誤的是（）A.按位權(quán)展開相加B.先轉(zhuǎn)換為十六進制，再轉(zhuǎn)換為十進制C.直接將每一位乘以2的相應(yīng)冪次然后相加D.利用特定的轉(zhuǎn)換公式進行計算18、或門是另一種常見的邏輯門，其邏輯功能為只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平。關(guān)于或門的特點，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯表達式為Y=A+BB.或門可以用于實現(xiàn)多個條件中只要滿足一個就執(zhí)行的邏輯C.或門的輸出電平與輸入電平的變化是同步的，沒有延遲D.或門在組合邏輯電路中起著重要的作用，常用于數(shù)據(jù)選擇和控制信號生成19、已知一個邏輯函數(shù)的真值表，用最小項之和的形式表示該函數(shù)，其中最小項的個數(shù)取決于？（）A.輸入變量的個數(shù)B.輸出變量的個數(shù)C.函數(shù)的復(fù)雜程度D.以上都不是20、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，集成電路技術(shù)的進步起到了重要的推動作用。以下關(guān)于集成電路技術(shù)對數(shù)字邏輯的影響，錯誤的是（）A.集成電路技術(shù)使得數(shù)字邏輯電路的集成度不斷提高，體積越來越小B.隨著集成電路工藝的發(fā)展，數(shù)字電路的性能不斷提升，功耗不斷降低C.集成電路技術(shù)的進步使得數(shù)字邏輯的設(shè)計和制造變得更加復(fù)雜和昂貴D.先進的集成電路技術(shù)為數(shù)字邏輯的創(chuàng)新應(yīng)用提供了更多的可能性21、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來實現(xiàn)一個比較器，能夠比較兩個8位二進制數(shù)的大小。以下哪種結(jié)構(gòu)可能是最直接的實現(xiàn)方式？（）A.使用逐位比較的方法，通過邏輯門產(chǎn)生比較結(jié)果B.將兩個數(shù)相減，根據(jù)結(jié)果的符號判斷大小C.先將兩個數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制，然后進行比較D.以上方式都不適合實現(xiàn)比較器22、一個4位的并行加法器，若采用先行進位方式，其運算速度比串行進位方式：（）A.快很多B.慢很多C.差不多D.無法比較23、若要對一個8位的二進制數(shù)進行奇偶校驗，當(dāng)其中1的個數(shù)為奇數(shù)時輸出1，則校驗位的邏輯表達式應(yīng)為：（）A.校驗位=異或（所有位）B.校驗位=與（所有位）C.校驗位=或（所有位）D.校驗位=非（所有位）24、在數(shù)字邏輯電路中，譯碼器的使能端有什么作用？當(dāng)使能端為低電平時，譯碼器的輸出會怎樣？（）A.使能端用于控制譯碼器的工作，當(dāng)使能端為低電平時，譯碼器的輸出為高阻態(tài)B.使能端用于選擇譯碼器的輸入，當(dāng)使能端為低電平時，譯碼器的輸出為低電平C.不確定D.使能端對譯碼器的輸出沒有影響25、在數(shù)字系統(tǒng)中，經(jīng)常需要進行數(shù)值的比較和判斷。比較器可以用于比較兩個數(shù)字的大小。一個4位數(shù)值比較器，當(dāng)輸入A=1010，B=1100時，輸出的結(jié)果為：（）A.A>BB.A<BC.A=BD.無法確定二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)字電路中，解釋如何分析數(shù)字邏輯電路的時鐘偏差和時鐘歪斜對時序的影響，以及如何減小這種影響。2、（本題5分）詳細闡述如何用邏輯門實現(xiàn)一個加法器的超前進位技術(shù)，提高運算速度。3、（本題5分）詳細說明數(shù)字邏輯中只讀存儲器（ROM）和隨機存取存儲器（RAM）的區(qū)別和特點，舉例說明它們在不同應(yīng)用中的選擇。4、（本題5分）詳細闡述觸發(fā)器的種類（如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等）及其工作特性和觸發(fā)方式。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個同步4位二進制計數(shù)器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、邏輯電路圖，并分析其工作原理。2、（本題5分）設(shè)計一個全加器，能夠進行三個1024位二進制數(shù)的加法運算，并輸出結(jié)果和進位的高效表示。3、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個能實現(xiàn)狀態(tài)順序切換且可重置的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。4、（本題5分）使用T觸發(fā)器設(shè)計一個異步時序邏輯電路，實現(xiàn)一個16位雙向移位寄存器，畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和電路。5、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個能實現(xiàn)狀態(tài)按特定規(guī)律變化的電路，畫出狀態(tài)圖和邏輯圖。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位的數(shù)字信號，使用移位寄存器和計數(shù)器設(shè)計一個電路，實現(xiàn)對該信號的串行到并行轉(zhuǎn)換，并能夠在特定的時鐘周期內(nèi)輸出轉(zhuǎn)換后的并行數(shù)據(jù)。詳細分析電路的工作流程，包