數(shù)字電子電路第4章4

1、4.6 數(shù)據(jù)分配器與數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)分配器與數(shù)據(jù)選擇器21路路-4路數(shù)據(jù)分配器路數(shù)據(jù)分配器 將一路數(shù)據(jù)分配到多路單元中去的邏輯電路稱為將一路數(shù)據(jù)分配到多路單元中去的邏輯電路稱為“數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)分配器”。數(shù)據(jù)分配器相當(dāng)于一個(gè)單刀數(shù)據(jù)分配器相當(dāng)于一個(gè)單刀多擲開關(guān)。多擲開關(guān)。A1A0是地址輸入端，可以根據(jù)輸是地址輸入端，可以根據(jù)輸入地址的不同把數(shù)據(jù)入地址的不同把數(shù)據(jù)D分配到分配到Y(jié)0-Y4四個(gè)通道中的一個(gè)通道輸出。四個(gè)通道中的一個(gè)通道輸出。31路路-4路數(shù)據(jù)分配器路數(shù)據(jù)分配器輸 入輸出A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3D0 00 11 01 1D 0 0 00 D 0 00 0 D 00 0 0 D真值

2、表真值表邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式013012011010 ADAYADAYAADYAADY4邏輯圖邏輯圖11DA1 A0Y0 Y1 Y2 Y3&013012011010 ADAYADAYAADYAADY1路路-4路數(shù)據(jù)分配器路數(shù)據(jù)分配器54選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器從多路數(shù)據(jù)中選擇某一路數(shù)據(jù)輸出的邏輯電路稱為從多路數(shù)據(jù)中選擇某一路數(shù)據(jù)輸出的邏輯電路稱為“數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器”。地址輸入端地址輸入端6輸 入 D A1 A0 輸 出 Y D0 0 0 D1 0 1 D2 1 0 D3 1 1 D0 D1 D2 D3 30013012011010iiimDAADAADAADAADY真值表真值表邏

3、輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式7邏輯圖邏輯圖1111D0 D1 D2 D3A1A0&1Y30013012011010iiimDAADAADAADAADY82 集成數(shù)據(jù)選擇器集成數(shù)據(jù)選擇器 16 15 14 13 12 11 10 9 CT54LS153 1 2 3 4 5 6 7 8 VCC 2S A0 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y 1S A1 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y GND 集成集成雙雙4選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器CT54LS153選通控制端選通控制端S為低電平有效，即為低電平有效，即S=0時(shí)芯片被選時(shí)芯片被選中，處于工作狀態(tài)；中，處于工作狀態(tài)；S=1時(shí)芯片被禁止，時(shí)芯片被

4、禁止，Y093.1 3.1 用數(shù)據(jù)選擇器作邏輯函數(shù)產(chǎn)生器用數(shù)據(jù)選擇器作邏輯函數(shù)產(chǎn)生器3 集成數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用集成數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用30013012011010iiimDAADAADAADAADY10輸 入 D A1 A0 輸 出 Y D0 0 0 D1 0 1 D2 1 0 D3 1 1 D0 D1 D2 D3 BAABF30013012011010iiimDAADAADAADAADY數(shù)據(jù)選擇器作邏輯函數(shù)產(chǎn)生器數(shù)據(jù)選擇器作邏輯函數(shù)產(chǎn)生器ABDBADBADBADYBAAA321001,那么若 0 0 1 1 11數(shù)據(jù)選擇器的主要特點(diǎn)：數(shù)據(jù)選擇器的主要特點(diǎn)：120niiimDY（1）提供了地址變量的

5、全部最小項(xiàng)。）提供了地址變量的全部最小項(xiàng)。（2）一般情況下，）一般情況下，Di可以當(dāng)作一個(gè)變量處理?？梢援?dāng)作一個(gè)變量處理。12輸 入 D A1 A0 輸 出 Y D0 0 0 D1 0 1 D2 1 0 D3 1 1 D0 D1 D2 D3 11ABCBABACBAF30013012011010iiimDAADAADAADAADY合并合并合并合并ABCCABCBABCACBACBAF13A C 1 C 1B14求求Di的方法的方法卡諾圖法卡諾圖法D0D1D3D2CDDDCD321011、1）畫出邏輯變量）畫出邏輯變量F的的卡諾圖。卡諾圖。2）在三變量卡諾圖上）在三變量卡諾圖上圈出屬于圈出屬于2

6、變量變量A、B的的4個(gè)最小項(xiàng)的包圍圈個(gè)最小項(xiàng)的包圍圈3）將每個(gè)包圍圈的結(jié)）將每個(gè)包圍圈的結(jié)果相加。果相加。ABCCABCBABCACBACBAF11ABCBABACBAF15 A Y2 (b) 0型冒險(xiǎn)型冒險(xiǎn) A Y1 (b) 4.8 組合邏輯電路中的競爭冒險(xiǎn)組合邏輯電路中的競爭冒險(xiǎn)1 產(chǎn)生競爭冒險(xiǎn)的原因產(chǎn)生競爭冒險(xiǎn)的原因在組合電路中，當(dāng)輸入信號的狀態(tài)改變時(shí)，輸出端可能會出在組合電路中，當(dāng)輸入信號的狀態(tài)改變時(shí)，輸出端可能會出現(xiàn)不正常的干擾信號，使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出，這種現(xiàn)象稱現(xiàn)不正常的干擾信號，使電路產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出，這種現(xiàn)象稱為競爭冒險(xiǎn)。為競爭冒險(xiǎn)。產(chǎn)生競爭冒險(xiǎn)的原因：主要是門電路的延遲時(shí)間產(chǎn)

7、生的。產(chǎn)生競爭冒險(xiǎn)的原因：主要是門電路的延遲時(shí)間產(chǎn)生的。 A 1 1 Y2 (a) 1型冒險(xiǎn)型冒險(xiǎn)01AAY12AAY A 1 & Y1 (a) A A Y1 A A Y1 A A Y2 A A Y2 162 冒險(xiǎn)現(xiàn)象冒險(xiǎn)現(xiàn)象（1 1）0 0型冒險(xiǎn)型冒險(xiǎn) 只要表達(dá)式最后能改寫成只要表達(dá)式最后能改寫成F=X+XF=X+X的形式，在的形式，在X X發(fā)生變化時(shí)，就可能潛存著發(fā)生變化時(shí)，就可能潛存著0 0型冒險(xiǎn)。型冒險(xiǎn)。（2 2）1 1型冒險(xiǎn)型冒險(xiǎn) 只要表達(dá)式最后能改寫成只要表達(dá)式最后能改寫成F=XF=XX X的形式，在的形式，在經(jīng)發(fā)生變化時(shí)，就可能潛存著經(jīng)發(fā)生變化時(shí)，就可能潛存著1 1型冒險(xiǎn)

8、。型冒險(xiǎn)。173 冒險(xiǎn)現(xiàn)象的判別冒險(xiǎn)現(xiàn)象的判別（1 1）代數(shù)法）代數(shù)法 先找出具有競爭能力的變量，然后逐次改先找出具有競爭能力的變量，然后逐次改變其它變量的值，并求出相應(yīng)的輸出函數(shù)表達(dá)式，變其它變量的值，并求出相應(yīng)的輸出函數(shù)表達(dá)式，再根據(jù)表達(dá)式中是否出現(xiàn)再根據(jù)表達(dá)式中是否出現(xiàn)X+XX+X或或X XX X的形式，來判別是的形式，來判別是否存在冒險(xiǎn)及冒險(xiǎn)的類別。否存在冒險(xiǎn)及冒險(xiǎn)的類別。18 A BF 0 0 0 1 1 0 1 1C1C C B CF 0 0 0 1 1 0 1 1AAAA + A判別判別F=AC+AB+AC是否存在冒險(xiǎn)現(xiàn)象。是否存在冒險(xiǎn)現(xiàn)象。例例1由函數(shù)式看出變量由函數(shù)式看出變量

9、A A和和C C具有競爭能力。在判別具有競爭能力。在判別A A時(shí)時(shí)求求BCBC變化時(shí)的變化時(shí)的F F式；判別式；判別C C時(shí)，可求時(shí)，可求ABAB變化時(shí)的變化時(shí)的F F式。式。結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)當(dāng)B=C=1B=C=1時(shí)，時(shí)，電路可能潛存電路可能潛存著著0 0型冒險(xiǎn)型冒險(xiǎn)。C C變量雖具競爭變量雖具競爭能力，但始終能力，但始終無冒險(xiǎn)無冒險(xiǎn)產(chǎn)生。產(chǎn)生。 0 0 0 1 1 0 1 1AAAA + A 0 0 0 1 1 0 1 1C1C C19判別判別F=(A+C)(A+B)(B+C)的冒險(xiǎn)情況。的冒險(xiǎn)情況。例例2變量變量A A和和C C具有競爭能力。在判別具有競爭能力。在判別A A時(shí)求時(shí)求BCBC變

10、化時(shí)的變化時(shí)的F F式；式；判別判別C C時(shí)，可求時(shí)，可求ABAB變化時(shí)的變化時(shí)的F F式。式。結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)當(dāng)B=C=0B=C=0時(shí)，時(shí)，電路可能潛存電路可能潛存著著1 1型冒險(xiǎn)型冒險(xiǎn)。當(dāng)當(dāng)A=B=0A=B=0時(shí)，時(shí)，電路可能潛存電路可能潛存著著1 1型冒險(xiǎn)型冒險(xiǎn)。 B CF 0 0 0 1 1 0 1 1A A0A 1 0 0 0 1 1 0 1 1A A0A 1 A BF 0 0 0 1 1 0 1 1C CC0 1 0 0 0 1 1 0 1 1C CC0 120（2 2）卡諾圖法）卡諾圖法 凡在卡諾圖中存在兩個(gè)圈相切（相鄰而不凡在卡諾圖中存在兩個(gè)圈相切（相鄰而不相交）處，都有可能產(chǎn)生

11、冒險(xiǎn)現(xiàn)象。相交）處，都有可能產(chǎn)生冒險(xiǎn)現(xiàn)象。用卡諾圖法判別用卡諾圖法判別F=AC+AB的冒險(xiǎn)情況。的冒險(xiǎn)情況。例例3變量變量A A具有競爭能力。兩圓相切處具有競爭能力。兩圓相切處B=C=1B=C=1（A A由由一個(gè)圈進(jìn)入另一圈時(shí)），可能產(chǎn)生冒險(xiǎn)。一個(gè)圈進(jìn)入另一圈時(shí)），可能產(chǎn)生冒險(xiǎn)。 BCA000111100001110110214 4、消除競爭冒險(xiǎn)的方法、消除競爭冒險(xiǎn)的方法（1 1）修改邏輯設(shè)計(jì)）修改邏輯設(shè)計(jì) 用增加多余項(xiàng)的方法，消去互補(bǔ)變量用增加多余項(xiàng)的方法，消去互補(bǔ)變量X+XX+X和和X XX X。22BCBAYY1 ABC000111100000110111ABC12314&有圈相切，則有競爭冒險(xiǎn)有圈相切，則有競爭冒險(xiǎn)ACBCBAY增加冗余項(xiàng)，增加冗余項(xiàng)，消除競爭冒險(xiǎn)消除競爭冒險(xiǎn)Y1ABC125341&23（2 2）引入選通脈沖）引入選通脈沖 當(dāng)有冒險(xiǎn)時(shí)