数电组合逻辑电路应用举例竞争冒险学习教案

会计学1数电组合逻辑电路数电组合逻辑电路(lu j din l)应用举例应用举例竞争冒险竞争冒险第一页，共38页。 第十二讲第十二讲 组合逻辑电路应用举例、竞争冒险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、竞争冒险课题：组合逻辑电路应用举例、竞争冒险课时安排：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、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 争冒险的方法争冒险的方法教学过程：教学过程： 一、组合电路应用举例及实现的多样性一、组合电路应用举例及实现的多样性 1、奇偶发生器、奇偶发生器/校验器在数据传输中的应用校验器在数据传输中的应用 2、简易交通信号灯控制电路、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、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二、组合电路的竞争冒险 1、竞争冒险的概念及其产生原理、竞争冒险的概念及其产生原理(yunl)，判别，判别 2 、消除竞争冒险的方法、消除竞争冒险的方法第1页/共38页第二页，共38页。奇偶发生器奇偶发生器/校验校验(xio yn)器在数据传输中的应用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(u sh)或者奇数。奇偶校验奇偶校验：一个偶校验位使得一个偶校验位使得1的总数的总数(zngsh)保持偶数，而奇校验位使得保持偶数，而奇校验位使得1的总数的总数(zngsh)为奇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页第三页，共38页。74LS280是是9位奇偶位奇偶(q u)发生器发生器/校验器校验器 可以对一个可以对一个9位代码位代码(di m)（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位代码位代码(di m)产生一个校验位。产生一个校验位。当输入当输入I0 I8中有偶数中有偶数(u sh)个个1时，时，O偶数偶数(u sh)输出端为高电平输出端为高电平1，J奇数输出端为低电平奇数输出端为低电平0；当输入当输入I0 I8中有奇数个中有奇数个1时，时，O偶数输出端位低电平偶数输出端位低电平0，J奇数输出端为高电平奇数输出端为高电平1。第3页/共38页第四页，共38页。简单简单(jindn)的数据传输系统的原理图的数据传输系统的原理图第4页/共38页第五页，共38页。分析分析(fnx)：发送发送(f sn)方：偶校验方：偶校验74LS151：并：并串转换串转换(zhunhun)74LS138：数据分配器（串：数据分配器（串并转换）并转换）如何改变电路的连接形式，实现同样的功能。如何改变电路的连接形式，实现同样的功能。第5页/共38页第六页，共38页。简易简易(jiny)交通信号灯控制电路交通信号灯控制电路交通信号灯定周期控制交通信号灯定周期控制(kngzh)时间分配时间分配 由图可见:最小分辨时间为5秒，一个周期为80秒。如果以5 秒为单位，可以(ky)把一个周期分为16种状态组合。第6页/共38页第七页，共38页。交通信号灯输出(shch)控制真值表 用四位(s wi)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页第八页，共38页。 交通信号灯定周期控制交通信号灯定周期控制(kngzh)组合逻辑电路图组合逻辑电路图 第8页/共38页第九页，共38页。全加器电路实现全加器电路实现(shxin)形式的多样性讨论形式的多样性讨论 1.采用采用(ciyng)反相器和与或门实现反相器和与或门实现 第9页/共38页第十页，共38页。2.采用采用(ciyng)2输入门电路实现输入门电路实现 方法方法(fngf)一：一：第10页/共38页第十一页，共38页。方法方法(fngf)二：二：第11页/共38页第十二页，共38页。方法方法(fngf)三：三：1iiiiCBAS第12页/共38页第十三页，共38页。3.采用采用(ciyng)74LS138译码器实现译码器实现 74LS138的通式(tngsh)为当：时令令：则：第13页/共38页第十四页，共38页。4.采用数据采用数据(shj)选择器实现选择器实现 第14页/共38页第十五页，共38页。还可以用其它还可以用其它(qt)两种电路：两种电路：第15页/共38页第十六页，共38页。再取反得：再取反得：5.采用反函数取非的方式采用反函数取非的方式(fngsh)设计全加器设计全加器 第16页/共38页第十七页，共38页。第17页/共38页第十八页，共38页。第18页/共38页第十九页，共38页。作业：仿照全加器的实现方法，试分别完成作业：仿照全加器的实现方法，试分别完成(wn chng)(wn chng)全减器、全减器、3 3输入判奇电路的多种电路实现。输入判奇电路的多种电路实现。 单数学单数学(shxu)(shxu)号：完成全减器、号：完成全减器、 双学号：双学号： 完成完成3 3输入判奇电路输入判奇电路 完成完成(wn chng)(wn chng)之后单、双学号交换结果，相互改正之后单、双学号交换结果，相互改正第19页/共38页第二十页，共38页。 4、用增加冗余项消除竞争冒险第20页/共38页第二十一页，共38页。 组合逻辑电路中，若某个变量通过两条以上组合逻辑电路中，若某个变量通过两条以上(yshng)途径到达输出諯途径到达输出諯 ，由于每条路径上的延迟，由于每条路径上的延迟时间时间 不同不同 ，到达终点在时间就有先后，这一，到达终点在时间就有先后，这一 现象称现象称为竞争为竞争 。 由于竞争而在电路输出由于竞争而在电路输出(shch)端可能产生端可能产生尖峰脉冲的现象叫做竞争尖峰脉冲的现象叫做竞争 冒险冒险 。第21页/共38页第二十二页，共38页。一、组合逻辑电路的竞争一、组合逻辑电路的竞争 冒险冒险(mo xin)现象现象ABY&ABYABY毛刺毛刺,属噪声属噪声无噪声无噪声第22页/共38页第二十三页，共38页。 当某个变量发生变化,出现(chxin)竞争时，在输出端出现(chxin)不应有的尖脉冲，这种情况称为“冒险”。冒险冒险(mo xin)1）“0”型冒险（型冒险（A+A型冒险型冒险）A&第23页/共38页第二十四页，共38页。AAFtpdAF&1）“0”型冒险（型冒险（A+A型冒险型冒险）第24页/共38页第二十五页，共38页。2）“1”型型冒险冒险型冒险）（ AAA&1FAAFtpd第25页/共38页第二十六页，共38页。二、冒险二、冒险(mo xin)现现象的判别象的判别1.代数代数(dish)法法 当变量(binling)同时以原变量(binling)和反变量(binling)的形式出现在函数式中时，该变量(binling)就具备了竞争条件。 只要输出只要输出 端端 的逻辑函数的逻辑函数在一定条件下在一定条件下能简化能简化为：为： ； 则可判断存在则可判断存在竞争竞争 冒险冒险 AAYAAY第26页/共38页第二十七页，共38页。例：判断下列函数是否存在例：判断下列函数是否存在(cnzi)冒险现象。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页第二十八页，共38页。B C F0 0 AA0 1 A1 0 A1 1 11型冒险第28页/共38页第二十九页，共38页。01111001BCA01 00 01 11 10相切相切存在冒险存在冒险11000110BCA01 00 01 11 10 只要有两个卡诺圈相切，则该电路(dinl)必存在冒险现象。2.卡诺卡诺(k nu)图法图法第29页/共38页第三十页，共38页。第30页/共38页第三十一页，共38页。当当B=B= =时时当当=0=0时时第31页/共38页第三十二页，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(mo xin)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页第三十三页，共38页。三三.消除消除(xioch)竞争冒险竞争冒险的方法的方法目的：在输入目的：在输入(shr)信号发生竞争时间内，把可能产生干信号发生竞争时间内，把可能产生干 扰的门封住。扰的门封住。AF&P1.引入封锁引入封锁(fn su)脉冲脉冲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页第三十四页，共38页。2.修改设计修改设计(shj)，增加多，增加多余项余项目的：目的：使使F再也不能化为再也不能化为 A+A 或或 AA的形式，故不存的形式，故不存在冒险。在冒险。1 1 1A 0 1A 1 00 0 0F C B01101100BCA01 00 01 11 10多余项第34页/共38页第三十五页，共38页。3.接入滤波接入滤波(lb)电容电容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(bin hui)。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页第三十六页，共38页。第36页/共38页第三十七页，共38页。P1183.243.253.26第37页/共38页第三十八页，共38页。