數據選擇器競爭冒險

根據地址碼的要求，從多路輸入信號中選擇其中一路輸出的電路，稱為數據選擇器。功能類似于單刀多擲開關，又稱多路開關。根據輸入端個數分：16選1、8選1、4選1數據選擇器。6.2.5數據選擇器Multiplexer（MUX）通用邏輯符號以4選1數據選擇器為例一、數據選擇器工作原理輸入輸出A1A0D3D2D1D0Y00011011XXXD0XXD1XXD2XXD3XXXD0

D1D2D3（1）邏輯抽象→真值表Y地址輸入輸出A1A0D3D2D1D0Y

01D001D101D201D3數據輸入XXX0XXX1XX0XXX1XX0XXX1XX0XXX1XXX0000010110101111數據輸出端數據輸入端地址輸入端（2）邏輯函數表達式（3）邏輯電路圖二、74LS153雙4選1數據選擇器集成芯片4選1數據選擇器4選1數據選擇器（b）引腳功能圖地址輸入端數據輸出端數據輸入端選通控制端（1）邏輯圖→邏輯函數表達式74LS153電路功能分析數據輸入輸出A1A0D3D2D1D0Y100000000XX0000010110101111XXXXXXX0XXX1XX0XXX1XX0XXX1XX0XXX1XXX0

01D001D101D201D3

74LS153中任一個4選1數據選擇器真值表地址輸入控制端低電平有效（2）真值表輸入輸出A1A0D3D2D1D0Y10000XX00011011XXXXXXXD0XXD1

XXD2

XXD3

XXX0D0

D1D2D3當=1，輸出Y1=0，Y2=0，數據選擇器不工作。當=0，數據選擇器工作。輸出為

（3）邏輯功能分析三.CT74LS151---8選1數據選擇器集成芯片CT74LS151邏輯符號地址輸入端數據輸出端數據輸入端選通控制端（使能端）低電平有效Y和為互補輸出端8選1數據選擇器CT74LS151的功能表輸入輸出A2A1A0Y1XXX010000D00001D10010D20011D30100D40101D50110D60111D7低電平有效8選1數據選擇器CT74LS151輸出當=1時，輸出Y=0，數據選擇器不工作當=0時，數據選擇器工作。輸出為8選1數據選擇器CT74LS151的輸出Y四、數據選擇器的應用1、實現多路信號分時傳送例題1：用多路數據選擇器實現四路信息的分時傳送。解：采用4選1數據選擇器，四路信息A、B、C、D分加到數據選擇器輸入端。四路信息輪流輸出對應兩個地址輸入信號A1、A0周期變化規(guī)律為01001110輸出端Y可分時得到ABCD信號A1A0Y00D01C10B11A00D01C10B11A00D01C74LS153A1A0D0D1D2D3YYDCBA2、通過芯片級聯實現數據選擇器功能擴展例：用2片74LS153設計一個8選1數據選擇器。1≥1Y1≥1Y由Y1輸出由Y2輸出給級聯后的電路添加使能端S，對芯片工作進行控制。當=1時，輸出Y=0，數據選擇器不工作當=0時，數據選擇器工作。其輸出為輸入數據全部為1時，數據選擇器輸出地址輸入變量全體最小項的和（相當于最小項輸出器）。3、用數據選擇器實現組合邏輯電路

步驟方法：①根據設計要求寫出邏輯函數的標準與或式Y；②根據邏輯函數輸入變量個數，選定數據選擇器的路數；③寫出數據選擇器的輸出表達式Y’；④比較Y和Y’兩式中最小項的對應關系，確定數據選擇器的地址輸入和數據輸入Di；⑤畫出連接線路圖。［例1］：試用數據選擇器實現邏輯函數

Y=AB+AC+BC（1）.數據選擇器地址輸入端和邏輯函數輸入變量個數相等(n=m)解：(1)寫出邏輯函數標準與—或式Y。

(3)寫出8選1數據選擇器的輸出表達式Y’(4)比較兩式最小項對應關系。設Y’=Y，A=A2，B=A1，C=A0。

D0=D2=D3=D4=0，D3=D5=D6=D7=1

(2)根據變量個數，選用數據選擇器。

三個變量A、B、C，選用具有三個地址輸入端的8選1數據選擇器，如選用CT74LS151；或用兩片153級聯。(5)畫連線圖。ABCS1設Y’=Y，A=A2，B=A1，C=A0。

D0=D2=D3=D4=0，D3=D5=D6=D7=1連線圖一：用8選1數據選擇器設Y’=Y，A=A2，B=A1，C=A0。

D0=D2=D3=D4=0，D3=D5=D6=D7=1連線圖二：兩片4選1級聯1≥1YVCCABC（2）選擇器地址輸入端個數大于邏輯函數輸入變量個數（n>m）如A2=0，D7=D6=D5=D4=0，8選1數據選擇器原碼輸出表達式變?yōu)椋?000A1=A，A0=B，D0=D3=0，D1=D2=1，只需將最高位地址端及相應數據輸入端接地即可(3).數據選擇器地址輸入端個數小于邏輯函數變量個數（n<m）方法一：將2n選1數據選擇器通過級聯擴展功能成2m選1數據選擇器；方法二：分離出多余的變量，將余下的變量分別有序地加到數據選擇器的地址輸入端上。例：用數據選擇器實現邏輯函數用一片4選1數據選擇器1、整理函數表達式2、4選1數據選擇器原碼輸出表達式3、比較兩式，若使Y=Y’，則方法一：分離變量法AB1C14、連接邏輯電路圖Y1=連線圖一1、用兩片4選1級聯構成8選1數據選擇器，擴展出輸入端。2、將要實現的函數表達式Y轉換標準與-或式（最小項之和形式）3、寫出級聯后8選1數據選擇器輸出表達式Y’4、比較兩式若使Y=Y’，則級聯法：1≥1YABC15、連接邏輯電路圖連線圖二ABCS1連線圖三直接用8選1數據選擇器4、用數據選擇器作為脈沖信號發(fā)生器方法：①根據一個周期內脈沖序列的拍數，選擇數據選擇器；②脈沖序列信號作為數據選擇器的輸入信號；③地址信號接A0、二分頻時鐘信號接A1、……2n分頻時鐘信號接An,或用計數器提供。例：用數據選擇器設計重復產生01010011脈沖序列信號的序列發(fā)生器解：①該脈沖序列信號每個周期有8拍，可選用8選1數據選擇器；②脈沖序列信號01010011分別加到8選1數據選擇器8個輸入端D0~D7；③用3位二進制計數器提供Q2Q1Q0。74LS151A1A0D0D1D2D3YYA2D4D5D6D7Q1Q0Q201YQ2Q1Q0000000110100011110001010110111110000001174LS151A1A0D0D1D2D3YYA2D4D5D6D7Q1Q0Q2015、數據選擇器和數據分配器組合還可組成總線串行數據傳輸系統(tǒng)?？偩€串行數據傳輸系統(tǒng)----用一根數據線傳輸多位并行數據。在多個通道中選擇其中的某一路數據，或多個信息中選擇其中的某一個信息傳送或加以處理。數據選擇器數據分配器多輸入一輸出選擇一輸入多輸出分配將傳送來的或處理后的信息分配到各通道去。6.3.1

競爭—冒險現象及其成因6.3組合邏輯電路中的競爭—冒險現象Y=A+A=0？A負脈沖?Y=A·A=10A正尖峰干擾脈沖一組互補輸入信號通過不同數目的門，經過不同長度導線傳輸，到達門輸入端的時間有先有后，這種現象稱為競爭。

由競爭引起的在電路輸出端產生尖峰脈沖這種短暫錯誤輸出的現象稱為冒險。

AA?Y=A·A=1Y=A+A=0？根據尖峰脈沖極性，冒險分

(1)“0”型冒險，輸出負脈沖

(2)“1”型冒險，輸出正脈沖?Y=A·A=1Y=A+A=0？一個門電路同時輸入兩個互補信號時，在輸出端就可能會產生不應有的尖峰干擾脈沖。產生競爭冒險的主要原因AAY6.3.2如何判斷是否存在邏輯冒險？

判斷組合邏輯電路存在冒險現象的步驟：①邏輯函數式中是否存在具有競爭能力的變量；②若存在某變量的原變量A和反變量，則對其他變量合理取值，代入函數式，從而將其他變量消除；③變化后的函數式是否為Y=A+和Y=A·形式。如果是可判斷該組合電路存在冒險；否則，僅存在競爭，但不會出現冒險。

判別電路中是否存在冒險現象有代數法和卡諾圖法。(1)代數法一個組合邏輯電路的邏輯函數表達式中存在具有競爭能力的變量（即含有一個變量的原變量和反變量的形式），組合電路存在競爭現象，有可能產生冒險。例1判別下列函數是否存在冒險現象：解：

BC=00時Y=

BC=01時Y=

ABC=10時Y=

BC=11

時Y=

A+產生“0”型冒險

例2判斷F＝(A+C)(

+B)(B+

)的冒險情況。解：A、C都是具有競爭能力的變量。A變量C變量BC＝00Y=A·AB=00Y=C·BC＝01Y＝0AB=01Y=CBC＝10Y=AAB=10Y=0BC＝11Y=lAB=11