数字电子技术题目
1.如果一个电路没有记忆元件（如触发器、寄存器等），这个电路一定是组合逻辑电路吗？
一定是。组合逻辑电路的定义：其输出仅由当前时刻的输入信号组合决定，与电路过去的状态无关。记忆元件是存储历史状态的唯一部件，缺少它意味着电路不具有记忆能力，因此只能是组合逻辑电路
2.数字电路中RS触发器的特性方程及其约束条件
R：reset，归零；S：set，置一
由与非门构成（低电平有效）：特性方程：Q(n+1) = S' + RQ(n)，约束条件为R×S=0（R,S不同时为0）
由或非门构成（高电平有效）：特性方程：Q(n+1) = S + R'Q(n)，约束条件为R'×S'=0（R,S不同时为1）
3.在数字电路的逻辑设计中，逻辑式F=A+A'理论上恒等于1，但实际电路中却会出现竞争冒险现象。请简述这个电路产生竞争冒险的原因，判断它属于那种冒险类型。再说说常用的消除方法
竞争冒险产生的原因是信号A通过不同路径传输时存在延迟差，导致其原变量与反变量在极短时间内无法同时到达输出端，会出现极短时间内A和A'同时为0的情况，属于静态0型冒险。
常用的消除方式有：在输出端并联小电容以滤除毛刺、引入选通脉冲在电路稳定后采样，或修改逻辑设计（可通过增加冗余项消除冒险）
4.在数字电路系统中，要用2个16进制计数器和1个20进制计数器，总共可以表示多少个不同状态？
如果是独立、并行使用，则每个计数器独立计数，总共可表示16+16+20=52个状态
如果是串联（级联）使用，则构成一个更大的计数器，有16×16×20=5120个状态
5.寄存器可以分为哪两大类？
数码寄存器和移位寄存器。数码寄存器主要用于接收、暂存和传递二进制数据；移位寄存器除了存储数据外，还能在时钟控制下将数据向左或向右移动
6.简述设计组合逻辑电路的基本步骤
1.逻辑抽象：明确功能，定义输入、输出变量及其逻辑含义；2.列出真值表；3.写出逻辑表达式：根据真值表得出输出函数式；4.逻辑化简：运用公式法或卡诺图法化简表达式；5.画出逻辑图
7.说明数字信号和模拟信号的主要区别
1.取值特征：数字信号在时间和幅度上离散，通常用高低电平表示；模拟信号在时间和幅度上连续变化
2.抗干扰能力：数字信号抗干扰能力强，噪声不易改变其逻辑值；模拟信号抗干扰能力弱，噪声会直接影响信号精度
3.处理方式：数字信号便于计算机和数字电路系统处理、存储；模拟信号的处理通常需要专门的模拟电路
8.什么是与非门？为什么它被称为万能逻辑门？
表达式为Y=(A×B×...)' 。被称为万能逻辑门是因为可以通过不同的连接方式组合出与、或、非这三种基本逻辑运算
9.组合逻辑电路和时序逻辑电路的本质区别是什么？
本质区别在于电路是否具有记忆功能。组合逻辑电路的输出仅取决于当前时刻的输入，与电路历史状态无关。时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路原来的状态有关
10.什么是触发器？为什么说它具有记忆功能？
触发器是构成时序逻辑电路的基本存储单元，是一种具有两个稳定状态（0和1）的双稳态电路，可以存储1位二进制信息。它之所以具有记忆功能，是因为在输入信号触发其状态改变后，即使触发信号撤销，电路也能保持在新的状态，直到下一个有效触发信息到来
11.什么是移位寄存器？它有哪些基本功能？
移位寄存器是一种由多个触发器级联构成的寄存器，除了存储数据外，还能在时钟脉冲控制下将寄存的数据逐位向左或向右移动
12.什么是编码器和译码器？
编码器是将多个特定输入信号转换为一组二进制代码的组合电路。译码器功能相反，它将输入的二进制代码“翻译”成对应的输出信号
13.什么是数据选择器（MUX）？
数据选择器（MUX）是一种从多路输入数据中选择其中一路传输到输出端的组合逻辑电路。选择过程由一组独立的“地址选择线”控制
14.什么是“竞争-冒险”现象？在电路设计中如何简单判断其存在的可能性？
“竞争-冒险”是指组合电路中，由于输入信号通过不同路径的传输延迟时间不同（竞争），导致输出端出现不应有的瞬时尖峰脉冲（冒险）的现象。
简答判断方法：检查逻辑函数表达式，若某个变量同时以原变量和反变量形式存在，且其变化可能使表达式值出现短暂相反值，则可能存在冒险
15.将模拟信号转换为数字信号需要经过哪两个关键步骤？
核心步骤是采样和量化，完整转换过程还需要后续的编码步骤。
采样是在时间轴上将连续信号离散化，以一定间隔抽取瞬时值
量化是在幅度轴上将采样值归整到预先规定的离散电平上
编码则是将量化后的离散电平转换为标准的二进制数字代码，最终输出数字信号
16.模数转换器（ADC）的两个关键性能指标是什么？
ADC的两个关键性能指标是分辨率和转换速度
分辨率表示ADC对输入模拟量微小变化的敏感度，通常用输出数字量的位数表示
转换速度指完成一次转换所需的时间，决定了ADC处理动态信号的能力
17.什么是量化误差？它与ADC的什么参数有关？
量化误差是模拟信号幅度值被近似为离散量化电平时产生的固有误差，其最大绝对值为±1/2 LSB（最低有效位所代表的模拟量）。量化误差主要与ADC的分辨率（位数）有关，分辨率越高，LSB越小，量化误差也越小
18.数模转换器（DAC）在医学仪器中可能有那些作用？
1.信号发生：产生精确的治疗或诊疗用的模拟波形，如心电刺激脉搏
2.电机控制：将数字控制信号转换为模拟电压/电流，驱动输液泵、呼吸机阀门等
3.显示与调节：提供可编程的参考电压或偏置，由于参数设置
19.什么是总线（Bus）？采用总线结构有什么优点？
总线是一组为多个功能部件（如CPU、内存、I/O等）共享的公共信息传输通道。
优点：简化系统设计和布线、便于功能模块的扩展与升级、降低成本、提供系统的模块化和标准化程度
缺点：同一时刻只能有一对设备通信，可能限制带宽
20.同步时序电路和异步时序电路的主要区别是什么？
主要区别在于电路中各存储单元（触发器）的状态更新是否由统一的时钟信号控制。同步时序电路中，所有触发器共用同一时钟。异步时序电路中，无统一时钟
21.什么是有限状态机（FSM）？它在描述时序逻辑时有何用处？
有限状态机是描述一个系统在有限个状态之间转换行为的数学模型。它将复杂的控制逻辑流程可视化（通过状态图或状态表），便于设计者理解、分析和系统性地推导出触发器的激励方程和输出方程
22.只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）的根本区别是什么？
根本区别在于数据的易失性和写入方式。ROM中数据非易失，断电不丢失，但是通常只能读出或需要特殊方式写入。RAM可快速随机读写，但数据易失，断电后丢失，ROM常用于存储固定程序或数据，RAM用于存储运行时的临时数据和程序
23.什么是“扇出系数”？
扇出系数是指一个门电路的输出端能够驱动同类门电路输入端的最大数量，它直接反映了门电路的负载驱动能力
24.在数字系统设计中，为什么要考虑“时钟偏移”问题？
时钟偏移是指时钟信号从源端达到系统中各触发器时钟输入端的时间差异。过大的时钟偏移会侵蚀有效的数据建立时间和保持时间窗口，可能导致时序违规，造成数据采样错误或系统功能失效
25.结合生物医学信号采集，解释为什么ADC是连接模拟世界和数字处理的关键部件
生物医学信号（如心电、脑电）本质上都是连续的模拟信号，而现代的信号处理、分析、存储和显示都依赖于数字系统。ADC（模数转换器）的作用正是将前级调理好的模拟生理信号精确地转换为离散的数字编码
26.什么是看门狗定时器（WDT）？在医疗设备中为何重要？
看门狗定时器是一个独立的硬件计时器，用于监控程序运行，防止死机，需要系统软件定期“喂狗”（清零）。如果程序跑飞或死锁导致无法按时喂狗，WDT超时后会产生系统复位信号。在医疗设备中，WDT是至关重要的安全机制，能在软件故障时强制系统恢复基本功能，防止设备“僵死”造成临床风险