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数电期末试题及答案

一、选择题（每题2分，共20分）

1.在数字电路中，最基本的逻辑关系是：

A.与逻辑

B.或逻辑

C.非逻辑

D.异或逻辑

答案：A

2.下列哪个不是组合逻辑电路的特点？

A.输出只依赖于当前的输入

B.输出具有记忆功能

C.没有反馈回路

D.可以并行处理数据

答案：B

3.触发器的主要用途是：

B.存储一位二进制信息

A.进行算术运算

C.执行逻辑判断

D.转换模拟信号

答案：B

4.以下哪个不是数字电路的优点？

A.抗干扰能力强

B.集成度高

C.功耗低

D.可实现复杂的功能

答案：D

5.下列哪个是同步时序逻辑电路的特点？

A.所有触发器的时钟信号相同

B.所有触发器的时钟信号不同

C.没有统一的时钟信号

D.触发器之间存在反馈回路

答案：A

二、填空题（每空2分，共20分）

1.一个完整的数字系统包括________和________。

答案：组合逻辑部分；时序逻辑部分

2.布尔代数的基本运算有________、________和________。

答案：与；或；非

3.一个D触发器具有________个稳定状态。

答案：2

4.一个4位二进制计数器可以计数到________。

答案：15

5.一个8位的寄存器可以存储________位二进制数。

答案：8

三、简答题（每题10分，共30分）

1.简述什么是同步时序逻辑电路，并给出其与异步时序逻辑电路的区

别。

答案：同步时序逻辑电路是指电路中所有触发器的时钟信号都是同

步的，即所有触发器在相同的时钟脉冲下更新状态。与异步时序逻辑

电路相比，同步时序逻辑电路具有更少的时钟偏斜，设计更简单，但

可能存在竞争冒险问题。

2.解释什么是冒险和竞争冒险，并说明它们的区别。

答案：冒险是指在逻辑电路中，由于电路的延迟，输出在稳定状态

之间短暂地出现不确定状态的现象。竞争冒险是指由于电路中存在多

条路径到达某个逻辑门，不同路径的延迟时间不同，导致输出在稳定

状态之间出现不确定状态的现象。冒险可能发生在任何电路中，而竞

争冒险通常发生在具有反馈回路的电路中。

3.什么是布尔函数的完备性，为什么它在数字电路设计中很重要？

答案：布尔函数的完备性是指任何布尔函数都可以通过与、或、非

这三种基本运算的组合来实现。在数字电路设计中，完备性很重要，

因为它保证了任何逻辑功能都可以通过基本的逻辑门来实现，从而简

化了电路设计和优化。

四、计算题（每题15分，共30分）

1.给定一个逻辑表达式：F=AB+ABC，使用卡诺图化简该表达式。

答案：通过画出卡诺图并圈出1，可以发现F可以化简为F=B+

AC。

2.设计一个2位二进制计数器，要求使用D触发器实现，给出电路图

和逻辑表达式。

答案：可以使用两个D触发器，第一个触发器的D输入连接到时钟

信号，Q输出作为第二个触发器的D输入，第二个触发器的Q输出反馈

到第一个触发器的D输入，实现模4计数。逻辑表达式为Q1(t+1)=

Q2(t)，Q2(t+1)=Q1(t)Q2(t)+!Q1(t)!Q2(t)，其中t表示当前时

钟周期。

五、综合题（10分）

1.设计一个数字钟，要求显示小时和分钟，使用7段显示器显示数字，

给出电路图和主要逻辑表达式。

答案：数字钟可以使用一个60进制的分钟计数器和一个24进制的

小时计数器。分钟计数器的输出连接到7段显示器，小时计数器的输

出也连接到7段显示器。主要逻辑表达式包括分钟计数器的进位逻辑

和小时计数器的进位逻辑，以及分钟计数器和小时计数器的清零逻辑。