組合電路的競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1組合電路組合電路(dinl)的競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)的競(jìng)爭(zhēng)和冒險(xiǎn)第一頁(yè)，共25頁(yè)。在穩(wěn)態(tài)條件在穩(wěn)態(tài)條件(tiojin)下下：在動(dòng)態(tài)在動(dòng)態(tài)(dngti)條件下：條件下：1F,1A0B當(dāng)：1F,0A1B當(dāng)：pdt A由10,早于B由01的變化，即A先到達(dá)或門輸入端并與變化前的B相加，經(jīng)或門傳輸(chun sh)延遲時(shí)間t pd后，到達(dá)F，使F=0。輸出出現(xiàn)偏1冒險(xiǎn)。 這種冒險(xiǎn)通過(guò)改變電路結(jié)構(gòu)是不能消除的，避免冒險(xiǎn)的方法是，同一時(shí)刻只允許單個(gè)輸入變量變化。1ABBAF0111A0B1F第1頁(yè)/共25頁(yè)第二頁(yè)，共25頁(yè)。ABC000111100111100000ABCB當(dāng)ABC從010111時(shí)：由F的卡諾

2、圖可知，在穩(wěn)定(wndng)情況下，F(xiàn)(0,1,0)=1F(1,1,1)=1如果A,C兩個(gè)(lin )輸入信號(hào)發(fā)生變化：若：C先由01,其路經(jīng)010011111。F(0,1,0)=1F(0,1,1)=0F(1,1,1)=1產(chǎn)生(chnshng)偏1冒險(xiǎn)。110若：A先由01,其路經(jīng)010110111。F(0,1,0)=1F(1,1,0)=1F(1,1,1)=1不會(huì)產(chǎn)生冒險(xiǎn)。由以上分析可知：由以上分析可知：當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，輸入信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，由于可能經(jīng)過(guò)的路經(jīng)不由于可能經(jīng)過(guò)的路經(jīng)不同而產(chǎn)生的靜態(tài)冒險(xiǎn)稱同而產(chǎn)生的靜態(tài)冒險(xiǎn)稱為功能冒險(xiǎn)。為功能冒險(xiǎn)。&

3、;1ABCF第2頁(yè)/共25頁(yè)第三頁(yè)，共25頁(yè)。代數(shù)代數(shù)(dish)(dish)法：法：卡諾卡諾(k (k nu)nu)圖法：圖法：取樣取樣(qyng)(qyng)脈脈沖法沖法輸出端加濾波電路輸出端加濾波電路1 1、代數(shù)法：、代數(shù)法： 在n變量的邏輯表達(dá)式中，給n-1個(gè)變量以特定取值（0,1),表達(dá)式僅保留某個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)能力的變量X,使邏輯表達(dá)式變成XXXX或則實(shí)現(xiàn)該表達(dá)式的邏輯電路存在冒險(xiǎn)。冒險(xiǎn)。冒險(xiǎn)，稱為偏01XX冒險(xiǎn)。冒險(xiǎn)，稱為偏10XX第3頁(yè)/共25頁(yè)第四頁(yè)，共25頁(yè)。根據(jù)(gnj)邏輯電路圖寫(xiě)出表達(dá)式。AABCACAABCAABCAABF令令B=C=1AA A具有兩條路經(jīng)到達(dá)輸出(shc

4、h)端，所以A變量為具有競(jìng)爭(zhēng)能力的變量。會(huì)產(chǎn)生0冒險(xiǎn)。產(chǎn)生(chnshng)偏1冒險(xiǎn)，即0冒險(xiǎn)。消除冒險(xiǎn)的方法：消除冒險(xiǎn)的方法：消除冒險(xiǎn)的方法就是消除AA產(chǎn)生的條件。根據(jù)包含律可以寫(xiě)出：根據(jù)包含律可以寫(xiě)出：BCBAABCAABF令令B=C=1AAF輸出F1,不可能出現(xiàn)0冒險(xiǎn)。從本例看出：最簡(jiǎn)和最佳是一對(duì)矛盾兩個(gè)方面。從本例看出：最簡(jiǎn)和最佳是一對(duì)矛盾兩個(gè)方面。&1ABCF&1ABCF&第4頁(yè)/共25頁(yè)第五頁(yè)，共25頁(yè)。1111ABCFABACACABACABACABAF令令B=C=0AAF會(huì)產(chǎn)生(chnshng)1冒險(xiǎn)消除冒險(xiǎn)消除冒險(xiǎn)(mo xin)的方法：的方法：消除冒

5、險(xiǎn)的方法(fngf)就是消除AA產(chǎn)生的條件。根據(jù)包含律可以寫(xiě)出根據(jù)包含律可以寫(xiě)出：CABAFCBCABACBCABA令令B=C=0AAF輸出F0,不可能出現(xiàn)1冒險(xiǎn)。1111ABCF1第5頁(yè)/共25頁(yè)第六頁(yè)，共25頁(yè)。ABC000111100100001111ABC0001111001 在卡諾圖中，函數(shù)的每一個(gè)與項(xiàng)（或項(xiàng)）對(duì)應(yīng)(duyng)一個(gè)合并圈，若兩個(gè)合并圈相切，相切之處會(huì)出現(xiàn)冒險(xiǎn)。CAABFCABAF相切處：B=C=1相切處：B=C=0CAABF令B=C=1AA產(chǎn)生(chnshng)0冒險(xiǎn)消除消除(xioch)冒險(xiǎn)冒險(xiǎn)的方法：的方法：在相切處增加一個(gè)合并圈BC。CABAF令B=C=0AA

6、產(chǎn)生1冒險(xiǎn)消除冒險(xiǎn)的方法：消除冒險(xiǎn)的方法：在相切處增加一個(gè)合并圈B+C。 卡諾圖法和代數(shù)法分析方法完全一樣?？ㄖZ圖法和代數(shù)法分析方法完全一樣。第6頁(yè)/共25頁(yè)第七頁(yè)，共25頁(yè)。 多個(gè)輸入發(fā)生狀態(tài)變化(binhu)時(shí)，冒險(xiǎn)是難以消除的。當(dāng)組合電路的冒險(xiǎn)影響了整個(gè)系統(tǒng)的工作時(shí)，可以采用取樣脈沖的方法加以解決。 先判斷組合電路有無(wú)(yu w)冒險(xiǎn)產(chǎn)生，AAAA, 若有冒險(xiǎn)(mo xin)加取樣脈沖與組合電路相與。 取樣脈沖僅在輸出門處于穩(wěn)定值期間到來(lái)，保證輸出結(jié)果正確，在取樣脈沖周期之外，輸出信息無(wú)效。 取樣脈沖法目的是避開(kāi)冒險(xiǎn)。 &1ABCF&第7頁(yè)/共25頁(yè)第八頁(yè)，共25頁(yè)。 R

7、C積分電路，是一階低通濾波器，能濾除信號(hào)中高頻(o pn)分量，毛刺就是一個(gè)高頻(o pn)分量，加濾波電路能有效消除毛刺。本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)(zhngdin)掌握掌握：全加器、譯碼器、數(shù)據(jù)全加器、譯碼器、數(shù)據(jù)(shj)選擇器。選擇器。小規(guī)模集成電路要會(huì)分析，會(huì)設(shè)計(jì)。小規(guī)模集成電路要會(huì)分析，會(huì)設(shè)計(jì)。中規(guī)模集成電路：要求看懂功能表，熟練應(yīng)用集成電路中規(guī)模集成電路：要求看懂功能表，熟練應(yīng)用集成電路。RCViVoViVo第8頁(yè)/共25頁(yè)第九頁(yè)，共25頁(yè)。第9頁(yè)/共25頁(yè)第十頁(yè)，共25頁(yè)。習(xí)題習(xí)題(xt)五五7.7.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)一位二進(jìn)制數(shù)全減電一位二進(jìn)制數(shù)全減電路路解：首先(shuxi

8、n)列出全減器真值表ABCISCO000001010011100101110111011111111000000011111111SCOiCBASiOCBABAC)(iCBABA)(用與非門和異或門實(shí)現(xiàn)用與非門和異或門實(shí)現(xiàn)要求用要求用2-42-4譯碼器及與門實(shí)現(xiàn)譯碼器及與門實(shí)現(xiàn)最后畫(huà)出用與非門和異或門實(shí)現(xiàn)的全減器邏輯電路圖。第10頁(yè)/共25頁(yè)第十一頁(yè)，共25頁(yè)。S全減差OC借位輸出ABiC1&1&=1=1iSABC()OiCABABC第11頁(yè)/共25頁(yè)第十二頁(yè)，共25頁(yè)。ABCISCO0000000111010110110110010101001100011111mMS6 ,

9、5 , 3 , 0)7 , 4 , 2 , 1 (6530MMMM6530mmmm6530YYYYmMOC6 , 5 , 4 , 0)7 , 3 , 2 , 1 (6540MMMM6540mmmm6540YYYY 最后(zuhu)畫(huà)出用2-4譯碼器實(shí)現(xiàn)的一位二進(jìn)制全減器。第12頁(yè)/共25頁(yè)第十三頁(yè)，共25頁(yè)。0 1 2 3BIN/OCT(1)1 2EN0 1 2 3BIN/OCT(2)1 2EN&S1ABC&CO0356SYYYY0456OCYYYY第13頁(yè)/共25頁(yè)第十四頁(yè)，共25頁(yè)。（1)8421BCD碼轉(zhuǎn)換(zhunhun)為余三碼（2)將余三碼轉(zhuǎn)換(zhunhun)為8

10、421BCD碼加數(shù)加數(shù)余三碼余三碼A3A2A1A00011010001010110011110001001101010111100被加數(shù)被加數(shù)B3B2B1B0輸出輸出8421BCD碼碼F3F2F1F000000001001000110100010101100111100010018421BCD嗎余三碼0011（0011)補(bǔ)1100+1=11011101110111011101110111011101110111011101第14頁(yè)/共25頁(yè)第十五頁(yè)，共25頁(yè)。（1)8421BCD轉(zhuǎn)換(zhunhun)為余三碼輸入輸入8421BCD碼碼B3B2B1B00000000100100011010001

11、010110011110001001輸出輸出余三碼余三碼A3A2A1A00011010001010110011110001001101010111100XX10XX101X101X0000 01 11 100001111032B B10BB3AXX01XX011X010X1000 01 11 100001111032B B10BB2AXX00XX110X001X1100 01 11 100001111032B B10BB1AXX11XX000X001X1100 01 11 100001111032B B10BB0A第15頁(yè)/共25頁(yè)第十六頁(yè)，共25頁(yè)。013B2B01000111100132B

12、 B1B000B1XXX10011011BBBBB01BB 1X00D011BBD132 DD同理可以(ky)得出A2片輸入為：010BBD011BBD 032BDDA1片輸入片輸入(shr)為：為：A0片輸入片輸入(shr)為：為：032BDD13210BDDDDXX10XX101X101X0000 01 11100001111032B B10BB3AXX01XX011X010X1000 01 11100001111032B B10BB2AXX00XX110X001X1100 01 11100001111032B B10BB1AXX11XX000X001X1100 01 1110000111

13、1032B B10BB0A0110DDBB第16頁(yè)/共25頁(yè)第十七頁(yè)，共25頁(yè)。132 DD011BBD00D010BBD011BBD 032BDD0110DDBB032BDD13210BDDDDA3A3片輸入片輸入(shr)(shr)：A2A2片輸入片輸入(shr)(shr)：A1A1片輸入片輸入(shr)(shr)：A A0 0片輸入：片輸入：0 1 2 3ENY0 1MUX(3)0 1 2 3ENY0 1MUX(2)0 1 2 3ENY0 1MUX(1)0 1 2 3ENY0 1MUX(0)3A2A1A0A1B0B0B110BB10BB10B B=1&13B2B第17頁(yè)/共25頁(yè)

14、第十八頁(yè)，共25頁(yè)。132 DD011BBD00D010BBD011BBD 032BDD0110DDBB032BDD13210BDDDDA3A3片輸入片輸入(shr)(shr)：A2A2片輸入片輸入(shr)(shr)：A A1 1片輸入：片輸入：A A0 0片輸入：片輸入：B3B21003GEN30123EN20123MUXY2Y31003G2EN00123EN1013MUXY1Y01&=10B1B0B1B0B10B1B0B1B3A2A1A0A第18頁(yè)/共25頁(yè)第十九頁(yè)，共25頁(yè)。20 選1可用5片4選1和1片3-8譯碼器組成(z chn)。32 選1可用8片4選1和1片3-8譯碼器

15、組成(z chn)。/STA1A0Y1XX0000D0001D1010D2011D3A2A1A0/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y70000111111100110111111010110111110111110111110011110111101111110111101111110111111111110第19頁(yè)/共25頁(yè)第二十頁(yè)，共25頁(yè)。0D1D2D3D0123EN1A0A(1)MUXY4D5D6D7D0123EN1A0A(2)MUXY8D9D10D11D0123EN1A0A(3)MUXY12D13D14D15D0123EN1A0A(4)MUXY16D17D18D19D012

16、3EN1A0A(5)MUXY&124ABC012345671FDE1用用5 5片片4 4選選1 1和和1 1片片3-83-8譯碼器組成譯碼器組成(z chn(z chn) )的的20 20 選選1 1 數(shù)數(shù)據(jù)選擇器。據(jù)選擇器。第20頁(yè)/共25頁(yè)第二十一頁(yè)，共25頁(yè)。16選1需要(xyo)4位地址碼A3,A2,A1,A0。高2位地址A3,A2產(chǎn)生(chnshng)雙4選1的選通信號(hào)。低2位地址(dzh)A1,A0作為雙4選1的地址(dzh)碼。A3A2/ST1/ST2/ST3/ST4000111011011101101111110第21頁(yè)/共25頁(yè)第二十二頁(yè)，共25頁(yè)。A0A10103G

17、2STEN201231STEN10123MUXY1Y20103G2ST1ST2EN20123EN1013MUXY1Y210D3D4D7D8D11D12D15D231AAST 232AAST 233AAST 234AAST 第22頁(yè)/共25頁(yè)第二十三頁(yè)，共25頁(yè)。練習(xí)題：1、已知F(ABCD)=(0,2,8,10,11,14,15),要求(yoqi)在輸入只有原變量的條件下，用最少或非門實(shí)現(xiàn)，并畫(huà)出邏輯電路圖。2、設(shè)計(jì)一位全加器。要求(yoqi)用2-4譯碼器及與非門實(shí)現(xiàn)，并畫(huà)出邏輯電路圖。3、分析(fnx)電路：寫(xiě)出電路的輸出函數(shù)F1,F2的邏輯表達(dá)式，結(jié)果用最小項(xiàng)之和的形式m來(lái)表示。若要用74138實(shí)現(xiàn)四變量函數(shù)