数电组合逻辑电路应用举例竞争冒险.pptx

第十二讲 组合逻辑电路应用举例、竞争冒险课题：组合逻辑电路应用举例、竞争冒险课时安排：2重点：组合逻辑电路应用分析举例、设计举例、加法器电路 多样性讨论难点：组合逻辑电路综合设计举例、加法器电路多样性讨论教学目标：组合逻辑电路应用电路分析举例、应用电路设计举例、加法器电路多样性讨论，掌握组合电路综合设计方法 和设计结果的多样性；了解竞争冒险的含义及消除竞 争冒险的方法教学过程：一、组合电路应用举例及实现的多样性 1、奇偶发生器/校验器在数据传输中的应用 2、简易交通信号灯控制电路 3、全加器电路实现形式的多样性讨论 二、组合电路的竞争冒险 1、竞争冒险的概念及其产生原理，判别 2、消除竞争冒险的方法第1页/共38页奇偶发生器/校验器在数据传输中的应用 对于一个任意的多位数码组，一个奇偶校验位附加到多位数码组中，使得这组数码中1的个数总保持偶数或者奇数。奇偶校验：一个偶校验位使得1的总数保持偶数，而奇校验位使得1的总数为奇数校验位数据位010010111100101110010010111100101101校验位数据位奇校验位偶校验位3.7 组合逻辑电路应用举例图第2页/共38页74LS280是9位奇偶发生器/校验器 可以对一个9位代码（8位数据位和一位校验位）进行奇校验或者偶校验。或者对一个9位代码产生一个校验位。当输入I0 I8中有偶数个1时，O偶数输出端为高电平1，J奇数输出端为低电平0；当输入I0 I8中有奇数个1时，O偶数输出端位低电平0，J奇数输出端为高电平1。第3页/共38页简单的数据传输系统的原理图第4页/共38页分析：发送方：偶校验74LS151：并串转换74LS138：数据分配器（串并转换）如何改变电路的连接形式，实现同样的功能。第5页/共38页简易交通信号灯控制电路交通信号灯定周期控制时间分配 由图可见:最小分辨时间为5 5秒，一个周期为8080秒。如果以5 5 秒为单位，可以把一个周期分为1616种状态组合。第6页/共38页交通信号灯输出控制真值表 用四位二进制数S3S2S1S0表示，主干道绿、黄、红灯分别用MG、MY、MR表示，支干道绿、黄、红灯分别用BG、BY、BR表示，关系表如下：第7页/共38页 交通信号灯定周期控制组合逻辑电路图 第8页/共38页全加器电路实现形式的多样性讨论 1.采用反相器和与或门实现 第9页/共38页2.采用2输入门电路实现 方法一：第10页/共38页方法二：第11页/共38页方法三：第12页/共38页3.采用74LS138译码器实现 74LS138的通式为当：时令：则：第13页/共38页4.采用数据选择器实现 第14页/共38页还可以用其它两种电路：第15页/共38页再取反得：5.采用反函数取非的方式设计全加器 第16页/共38页第17页/共38页第18页/共38页作业：作业：仿照全加器的实现方法，试分别完成全减器、3 3输入判奇电路的多种电路实现。单数学号：完成全减器、双学号：完成3 3输入判奇电路 完成之后单、双学号交换结果，相互改正第19页/共38页 1、由于竞争而产生的尖峰脉冲 2、同一输入变量经不同途径到达输出门的情况（m、n均为正整数）3、消除竞争冒险现象的几种方法 （a）电路接法（b）电压波形 4、用增加冗余项消除竞争冒险3.4 3.4 组合逻辑电路中的竞争冒险现象组合逻辑电路中的竞争冒险现象第20页/共38页 由于竞争而产生尖峰脉冲 组合逻辑电路中，若某个变量通过两条以上途径到达输出諯，由于每条路径上的延迟时间 不同，到达终点在时间就有先后，这一 现象称为竞争。由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象叫做竞争 冒险。第21页/共38页一、组合逻辑电路的竞争 冒险现象ABY&ABYABY毛刺,属噪声无噪声第22页/共38页 当某个变量发生变化,出现竞争时，在输出端出现不应有的尖脉冲，这种情况称为“冒险”。冒险1）“0”型冒险（A+A型冒险）A&第23页/共38页AAFtpdAF&1）“0”型冒险（A+A型冒险）第24页/共38页2）“1”型冒险A&1FAAFtpd第25页/共38页二、冒险现象的判别1.代数法 当变量同时以原变量和反变量的形式出现在函数式中时，该变量就具备了竞争条件。只要输出 端 的逻辑函数在一定条件下能简化为：；则可判断存在竞争 冒险 第26页/共38页例：判断下列函数是否存在冒险现象。B C F0 0 A+A0 1 A1 0 A1 1 A0型冒险A B F0 0 00 1 01 0 11 1 C第27页/共38页B C F0 0 AA0 1 A1 0 A1 1 11型冒险第28页/共38页01111001BCA01 00 01 11 10相切存在冒险11000110BCA01 00 01 11 10 只要有两个卡诺圈相切，则该电路必存在冒险现象。2.卡诺图法第29页/共38页例：试判断下图两个电路的输出 是否有竞争 冒险现象。(已知任何瞬间输入变量 只可能 有一个改变状态)。第30页/共38页当B=B=时当=0=0时第31页/共38页以上的方法具有一定的局限性，当输入变量的个数增加时，就难于从中简单地找出所有产生竞争冒险的情况了。解决的方法：1.利用计算机辅助分析的手段。2.实验的方法。第32页/共38页三.消除竞争冒险的方法目的：在输入信号发生竞争时间内，把可能产生干 扰的门封住。AF&P1.引入封锁脉冲AAP“1”F缺点：封锁脉冲的宽度和作用时间要求严格第33页/共38页2.修改设计，增加多余项目的：使F再也不能化为 A+A 或 AA的形式，故不存在冒险。01101100BCA01 00 01 11 10多余项第34页/共38页3.接入滤波电容AF&优点：简单易行。优点：简单易行。缺点：输出波形随之变坏。缺点：输出波形随之变坏。只适用于对输出波形的前、后沿无严格要求只适用于对输出波形的前、后沿无严格要求的场合的场合第35页/共38页消除竞争冒险现象的几种方法（a）电路接法 （b）电压波形第36页/共38页P1183.243.253.26第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页