數(shù)字電路lecture08教材

1、LOGO數(shù)字電路數(shù)字電路W4L2600+1373-600-8729 喻平喻平NITW4L1主要內(nèi)容內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧1競爭與冒險競爭與冒險2編碼器編碼器3譯碼器譯碼器4NIT內(nèi)容回顧組合邏輯電路與時序邏輯電路組合邏輯電路的分析方法組合邏輯電路的設(shè)計方法NITW4L1主要內(nèi)容內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧1競爭與冒險競爭與冒險2編碼器編碼器3譯碼器譯碼器4NIT組合電路的競爭和冒險 輸入信號有變化，或者某個變量通過兩條以上路徑到達輸出端。由于路徑不同，到達的時間就有先有后，這一現(xiàn)象叫做競爭。 tPHL 輸出 50% 90% 50% 10% tPLH tf tr 輸入 50% 50% 10% 90% 輸出信號延遲

2、現(xiàn)象NIT組合電路的競爭和冒險NIT組合電路的競爭和冒險當(dāng)一個邏輯門的兩輸入端的信號同時向相反方向變化，而變化的時間有差異的現(xiàn)象，稱為競爭。由競爭而可能產(chǎn)生輸出干擾脈沖的現(xiàn)象稱為冒險。NIT冒險的判斷與消除 在n變量的邏輯表達式中，給n-1個變量以特定取值（0,1),表達式僅保留某個具有競爭能力的變量X,使邏輯表達式變成則實現(xiàn)該表達式的邏輯電路存在冒險。XXX X偏1冒險，即0冒險。偏0冒險，即1冒險。XXX X或NIT冒險的判斷與消除:代數(shù)法&1ABCFCAABCAABF令B=C=1AA產(chǎn)生偏1冒險，即0冒險。消除方法：FABACABACBCAAF輸出F1,不可能出現(xiàn)0冒險。從本例看出：最簡

3、和最佳是一對矛盾兩個方面。&1ABCF&NIT冒險的判斷與消除:代數(shù)法1111ABCFCABACABAF令B=C=0AAF會產(chǎn)生1冒險CABAFCBCABACBCABA令B=C=0AAF輸出F0,不可能出現(xiàn)1冒險。1111ABCF1消除方法：NIT冒險的判斷與消除:卡諾圖法ABC000111100100001111ABC0001111001 在卡諾圖中，函數(shù)的每一個與項（或項）對應(yīng)一個合并圈，若兩個合并圈相切，相切之處會出現(xiàn)冒險。CAABFCABAF相切處：B=C=1相切處：B=C=0CAABF令B=C=1AA產(chǎn)生0冒險消除冒險的方法：在相切處增加一個合并圈BC。CABAF令B=C=0AA產(chǎn)生

4、1冒險消除冒險的方法：在相切處增加一個合并圈B+C。NIT冒險的判斷與消除:輸出端并聯(lián)電容 RC RC積分電路，是一階低通濾波積分電路，是一階低通濾波器，能濾除信號中高頻分量，毛刺器，能濾除信號中高頻分量，毛刺就是一個高頻分量，加濾波電路能就是一個高頻分量，加濾波電路能有效消除毛刺。但電容的引入會使有效消除毛刺。但電容的引入會使集成電路的工作速度降低。集成電路的工作速度降低。RCVi iVo oVi iVo oNIT練習(xí)判斷下列邏輯函數(shù)是否可能產(chǎn)生競爭冒險，如果可能應(yīng)如何消除？( , ,)(5,7,8,9,10,11,13,15)L A B C DmNIT練習(xí)判斷下圖所示電路在什么條件下產(chǎn)生競

5、爭冒險，怎樣修改電路能消除競爭冒險。NITW4L1主要內(nèi)容內(nèi)容回顧內(nèi)容回顧1競爭與冒險競爭與冒險2編碼器編碼器3NIT編碼器 什么是編碼？ 用文字、數(shù)字或符號代表特定對象的過程叫編碼。例如：運動員的編號 XXXX代表某一個運動員。一位十進制數(shù)有09共10個編碼。二位十進制數(shù)有0099,共100個編碼。三位十進制數(shù)有000999,共1000個編碼。 在數(shù)字系統(tǒng)中：用n位二進制數(shù)進行編碼，共有2n個編碼信息。什么是編碼器？能夠完成編碼功能的電路叫編碼器。編碼器的邏輯符號：X: 表示編碼。Y：表示代碼轉(zhuǎn)換。X/YNIT編碼器能將每一個編碼輸入信號變換為不同的二進制的代碼輸出。 如8線-3線編碼器：將

6、8個輸入的信號分別編成 8個3位二進制數(shù)碼輸出。如BCD編碼器：將10個編碼輸入信號分別編成10個4位二進制碼輸出。編碼器的邏輯功能：編碼器的邏輯功能：NIT編碼器編碼器的分類：普通編碼器和優(yōu)先編碼器。編碼器的分類：普通編碼器和優(yōu)先編碼器。普通編碼器：任何時候只允許輸入一個有效編碼信號，否則輸出就會發(fā)生混亂。優(yōu)先編碼器：允許同時輸入兩個以上的有效編碼信號。當(dāng)同時輸入幾個有效編碼信號時，優(yōu)先編碼器能按預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級別，只對其中優(yōu)先權(quán)最高的一個進行編碼。NIT普通編碼器1000010000100001Y0Y1I3I2I1I0 （2）邏輯功能表編碼器的輸入為高電平有效。 Y1 Y0 I0 I1 I

7、2 I3 （a）邏輯框圖4輸入二進制碼輸出11011000321032100321032101IIIIIIIIYIIIIIIIIY NIT普通編碼器321032100321032101IIIIIIIIYIIIIIIIIY I0 I1 I2 I3 1 1 1 1 & & & 1 Y0 Y1 & 1 NIT普通編碼器當(dāng)所有的輸入都為1時，Y1Y0 = ？Y1Y0 = 00無法輸出有效編碼。結(jié)論：普通編碼器不能同時輸入兩個已上的有效編碼信號 I0 I1 I2 I3 1 1 1 1 & & & 1 Y0 Y1 & 1 I2 = I3 = 1 , I1= I0= 0時，Y1Y0 = ？Y1Y0 = 00

8、NIT優(yōu)先編碼器優(yōu)先編碼器的提出： 實際應(yīng)用中，經(jīng)常有兩個或更多輸入編碼信號同時有效。 必須根據(jù)輕重緩急，規(guī)定好這些外設(shè)允許操作的先后次 序，即優(yōu)先級別。 識別多個編碼請求信號的優(yōu)先級別，并進行相應(yīng)編碼的邏輯部件稱為優(yōu)先編碼器。NIT優(yōu)先編碼器 二十進制編碼器，同一時刻只允許一個輸入端有信號。不允許許多信號同時出現(xiàn)在輸入端。輸入互相排斥。 優(yōu)先編碼器，是輸入端同時有信號到來，編碼器自動按優(yōu)先權(quán)排隊，先對優(yōu)先權(quán)級別最高的輸入信號進行編碼。然后按優(yōu)先權(quán)順序分別對其它輸入信號進行編碼。例如：有一個網(wǎng)絡(luò)家電產(chǎn)品，可以按優(yōu)先權(quán)自動處理輸入同時出現(xiàn)的險情。優(yōu)先編碼器電路火災(zāi)小偷煤氣泄漏電視空調(diào)處理電路11

9、9110傳呼業(yè)主其它其它NIT優(yōu)先編碼器（1）列出功能表輸輸 入入輸輸 出出I0I1I2I3Y1Y0100000100011010111高低輸入編碼信號高電平有效，輸出為二進制代碼輸入編碼信號優(yōu)先級從高到低為I0I3輸入為編碼信號I3 I0 輸出為Y1 Y0NIT優(yōu)先編碼器3210IIIY321IIY1111111111111111111111Y0 卡諾圖Y1 卡諾圖（2）寫出邏輯表達式（3）畫出邏輯電路NIT鍵盤輸入8421BCD碼優(yōu)先權(quán)編碼器 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 S0 S1 S2 S4 S5 S6 S7 S8 S9 VCC 1k10 & & & & 1 & GS D C

10、 B A S3 代碼輸出 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 S0 S1 S2 S4 S5 S6 S7 S8 S9 VCC 1k10 & & & & 1 & GS D C B A S3 使能標(biāo)志 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 S0 S1 S2 S4 S5 S6 S7 S8 S9 VCC 1k10 & & & & 1 & GS D C B A S3 編碼輸入 NIT鍵盤輸入8421BCD碼優(yōu)先權(quán)編碼器 輸輸 入入輸輸 出出S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9ABCDGS 111111111100000 111111111010011 111111110110001 111111

11、101101111 111111011101101 111110111101011 111101111101001 111011111100111 110111111100101 101111111100011 011111111100001 NIT集成電路優(yōu)先編碼器8線3線優(yōu)先權(quán)編碼器CD4532的示意框圖、引腳圖 CD4532 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EI EO GS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 I4 I5 I6 I7 EI Y2 Y1 GND VCC EO GS I3 I2 I1 I0 Y0 NI

12、TCD4532邏輯圖 I2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 & & 1 & 1 & & 1 & 1 GS 1 E1 1 & I1 I7 I6 I5 I4 I3 I0 EI Y2 Y1 Y0 NITCD4532功能表輸輸 入入輸輸 出出EII7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y0GSEOLLLLLLHLLLLLLLLLLLLHHHHHHHLHLHHHLHLHLLHHLHHLHLLLHHLLHLHLLLLHLHHHLHLLLLLHLHLHLHLLLLLLHLLHHLHLLLLLLLHLLLHLEI=1,編碼器工作；GS=1編碼器輸出有效；EO=1,有效0輸出NIT兩片CD4532構(gòu)成16線-4線優(yōu)先編碼器。 CD4532(II) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS CD45