数字电子信号第3章解读.ppt

① 组合逻辑电路的分析和设计的经典方法； ② 中规模组合逻辑器件(译码器、数据选择器、加法器等)的逻辑功能及灵活应用。 ① 如何从逻辑问题的描述中进行逻辑抽象，建立真值表； ② MSI的扩展端的作用及正确使用。 比较器的比较方式分串行比较方式和并行比较方式两种情况。 串行方式比较时间较长，并行方式比较时间较短。 实际上对于一片四位二进制码比较器而言，加上串联扩展输入，就相当五位二进制码的比较。 在进行四位二进制码比较时，串联扩展输入应保持中立。（目前生产的数值比较器产品中，由于电路结构不同，扩展输入端的用法也不完全一样，使用时应注意加以区别。） 4位数值比较器7485的级联输入为：“”及“”应接“0”，“=”应接“1”。 串行进位加法器的最大缺点是运算速度慢。一次加法运算需要经过4个全加器的传输延迟时间才能得到稳定可靠的运算结果。但是电路结构比较简单，因而在对运算速度要求不高的场合，这种加法器仍不失为一种可取的电路。 超前进位加法器，从两个加数送到输入端到完成加法运算只需三级门的传输延迟时间。 运算时间得以缩短使用增加电路复杂程度的代价换取的。当加法器的位数增加时，电路的复杂程度也随之急剧上升。 提示： 以8421BCD码表示的两个十进制数用二进制加法器相加后有两种结果： 和 9：结果仍是8421BCD码 和 9：在和的基础上+6，结果才是8421BCD码 本章小结 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 习题课1 一、竞争冒险现象及其危害 　　当信号通过门电路时，将产生时间延迟。 因此，同一个门的一组输入信号，由于它们在此前通过不同数目的门，到达门输入端的时间会有先有后，（信号经由不同的途径到达某一会合点的时间有先有后）这种现象称为竞争。 　　逻辑门因输入端的竞争而导致输出产生瞬间错误（不应有的尖峰干扰脉冲的）现象，称为冒险。表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲，常称为毛刺。 可能导致错误动作 第 3 章　组合逻辑电路 二、竞争冒险的产生原因 负尖峰脉冲冒险举例 　　可见，在组合逻辑电路中，当一个门电路(如 G2)输入两个向相反方向变化的互补信号时，则在输出端可能会产生尖峰干扰脉冲。 正尖峰脉冲冒险举例 G2 G1 A Y Y=A+A A 理 想 考虑门延时 A Y 1 1 A Y 1tpd G2 G1 A Y Y=A·A A 理 想 考虑门延时 Y 0 A A Y 1tpd 第 3 章　组合逻辑电路 注意：竞争的存在不一定都会产生冒险。 三、检查竞争冒险的方法 1. 逻辑函数判断法 第 3 章　组合逻辑电路 一个变量以原变量和反变量出现在逻辑函数F中时，则该变量是具有竞争条件的变量。如果消去其他变量（令其他变量为0或1），留下具有竞争条件的变量， ①若函数出现 则产生负的尖峰脉冲的冒险现象，－－“0”型冒险； ②若函数出现 则产生正的尖峰脉冲的冒险现象，－－“1”型冒险。 检查该函数是否存在竞争冒险现象。 解：A是具有竞争条件的变量。 [例] 解：A和C是具有竞争条件的变量。 变量C不存在冒险现象。 检查该函数是否存在竞争冒险现象。 [例] 此方法虽然简单，但局限性较大，如果输入变量的数目增多，便较难于从逻辑函数式上简单的找出所有产生竞争-冒险的情况了。 如果两卡诺圈相切，而相切处又未被其它卡诺圈包围，则可能发生冒险现象。 如图，图上两卡诺圈相切，当输入变量ABC由011变为111时，Y从一个卡诺圈进入另一个卡诺圈，若把圈外函数值视为0，则函数值可能按 1- 0 -1 变化，从而出现毛刺。 A BC 0 1 00 01 11 10 Y 1 1 1 1 2. 卡诺图识别法 3. 计算机辅助设计法 在用计算机软件模拟数字电路时，只能采用标准化的典型参数，有时还要做一些近似，所以得到的模拟结果有时和实际电路的工作状态有出入。 4. 实验法 只有实验检查的结果才是最准确的结论。 第 3 章　组合逻辑电路 1. 修改逻辑设计－－增加冗余项 如图所示卡诺图，只要在卡诺图上两圈相切处增加一个圈（冗余），就可消除逻辑冒险。但仅仅消除了在B=C=1时由于A的状态改变导致的竞争冒险，使用范围有限。 第 3 章　组合逻辑电路 A BC 0 1 00 01 11 10 Y 1 1 1 1 四、竞争冒险的消除方法 增加冗余项可以解决每次只有单个输入信号发生变化时电路的