数字电路第四章组合逻辑电路详解.ppt

补码 ? 引入的思路（1）(了解不作要求) 由钟表拨表针的方法得到启示； 例如：把表上的8点钟改为6点钟 补码 ? 引入的思路（2） 拨针方法小结： 8 - 2 = 6 8 + 10 = 6 思考：为什么会出现这种现象？ (表盘是圆的，时间有最大值12，大于12时就重新计时。 上2式还可以写成： 8 -2 =6 =8+10 =(8-2)+12 ） 结论：钟表指示的时间加上模，指示时间仍不变 (1)先将加数直接输入全加器得到修正前的加法结果C4S3S2S1S0。 (2) 判断D10=C4+S3S1+S3S2的值： 如D10=0则不修正，C4S3S2S1S0即BCD加法结果。 如D10=1则要修正：对C4S3S2S1S0+0110即BCD加法结果。 (由于D10=1已知，实际上只需对S3S2S1S0+0110。) 第1片74LS283 第2片74LS283 本题的设计思想为: 布置作业 4-23.(3) 4-28 4.4 组合逻辑电路中的竞争与冒险 1. 概念和分类 竞争： 信号经由不同的途径到达同一会合点的时间有先有后 冒险： 由于竞争而引起电路输出发生的瞬间错误现象。 冒险的分类 这里主要讲静态逻辑冒险 （理想情况） 产生正向毛刺 (1)逻辑冒险：1个输入量变化所引起的冒险 例2：类似于图4.4.2 ①静态逻辑冒险: 逻辑冒险中满足“输入变量变化前后的输出不变”的条件. （理想情况） 有竞争不一定有冒险 产生负向毛刺 例1：图4.4.1 ②动态逻辑冒险(了解) 逻辑冒险中，满足“1个输入变量变化前后的输出不同”的条件。 动态冒险是由静态冒险发展而来。只要消除了静态冒险，就可防止动态冒险。(参见张端编的《数字电路与逻辑设计》139页) (2)功能冒险：在理论上多个输入是同时变化，但实际上不可能同时变化而引起的冒险 (了解，详见张端编的《数字电路与逻辑设计》) 例 已知函数 当ABC由100变到111时，BC都发了变化。 (1)理论上：BC同时0→1，故F≡1。 (2)实际上：BC不同时变，假设C先变，即100→101→111，故F=1→0→1，出现负向毛刺 C AB 0 1 00 01 11 10 0 0 0 0 0 1 1 0 理论上 实际上 2.逻辑冒险的判别 (1) 代数法 　当某些变量取特定值(0或1)时，如果逻辑表达式能转换为： F=X+X，则存在0型冒险(负向毛刺) F=X·X，则存在1型冒险(正向毛刺) 【例4.4.1】　判断F=AC+AB+AC是否存在逻辑冒险。 解：由F表达式可知： A、C具有竞争条件(因AC都有多个传输路径)，B不具有竞争条件。 ①当BC=11时，F=A+A，因此A可能产生0型冒险。 ②无论AB取何值，都不能变为C+C的形式，故C不可能产生冒险。 (2)卡诺图法 按逻辑表达式的形式圈好卡诺圈，如有两个K圈相切，且相切处未被其他K圈包围，则可能发生冒险。 【例4.4.1】　判断F=AC+AB+AC是否存在逻辑冒险。 C AB 0 1 00 01 11 10 0 1 0 1 1 1 0 1 AC 解：按F=AC+AB+AC的形式圈K圈如图。 由图知：AB与AC、 AC与AC都相切，而且它们未被其他K圈包围，故存在着冒险。 3.冒险现象的消除 (1)增加冗余项：只能消除逻辑冒险。 例：如图4.4.3(a)的卡诺图，故 F=AB+AC ①卡诺圈AB和AC相切，故会产生冒险现象。 ②在卡诺图两圈相切处增加一个圈BC (冗余)，就能消除冒险。 只要在K图两圈相切处增加1个圈(冗余项) ，就能消除冒险。 F=AB+AC+BC 冗余项 (2)增加输出滤波电容 利用电容电压不能突变的特性，可以消除很窄的毛刺，但它同时也会使正常的输出波形边沿变斜。 ①输入变化的瞬间(产生毛刺时间)，输出被封住； ②电路稳定后，加选通脉冲选取输出结果。 (3)加选通信号 电路稳定后，加选通脉冲(正脉冲)打开与非门 增加冗余项：只能消除逻辑冒险，而不能消除功能冒险；适用范围有限。 三种方法比较： 加选通信号：对逻辑冒险及功能冒险都有效。常用的方法。 加滤波电路：对逻辑冒险及功能冒险都有效。 加滤波电容使输出信号变坏(上升、下降时间变长)。实验调试阶段采用的应急措施。 布置作业 4-31.(1) 方法二： 顺时针拨10格 方法一： 反时针拨2格 方法二： 顺时针拨10格 方法一： 反时针拨2格 12叫模 矩阵形式: (