数字电子技术_04组合逻辑电路剖析.ppt

第4章 组合逻辑电路 4.1.1 组合逻辑电路的分析方法 2. 举例说明组合逻辑电路的分析方法 解：为了方便写表达式，在图中标注中间变量，比如F1、F2和F3。 表3-2 例3-3真值表 例 4-4 有三个班学生上自习，大教室能容纳两个班学生， 小教室能容纳一个班学生。设计两个教室是否开灯的逻辑 控制电路，要求如下：  (1) 一个班学生上自习， 开小教室的灯。  (2) 两个班上自习， 开大教室的灯。  (3) 三个班上自习， 两教室均开灯。 解 （１） 确定输入、 输出变量的个数: 根据电路要求，设 输入变量Ａ、Ｂ、Ｃ分别表示三个班学生是否上自习, 1表 示上自习, ０表示不上自习； 输出变量Ｙ、 Ｇ分别表示大 教室、小教室的灯是否亮, １表示亮, ０表示灭。 表 4-4 例 4-3 的真值表 (４) 画逻辑图: 逻辑电路图如图4.5(a)所示。若要求用ＴTＬ与非门，实现该设计电路的设计步骤如下： 首先, 将化简后的与或逻辑表达式转换为与非形式； 然后再画出如图4.5(b)所示的逻辑图； 最后， 画出用与非门实现的组合逻辑电路。 4.2.1 编码器 4.2.2.1 二进制译码器 4.2.2.2 二-十进制译码器 4.2.2.3 显示译码器 以四选一数据选择器为例。 (2)四选一数据选择器的功能表 4.2.3.2 八选一数据选择器74LS151 4.2.3.3 应用举例  4.2.4 　加法器 4.2.4.2　多位加法器 4.3 组合电路中的冒险 4.3.1 冒险现象 在前面的逻辑电路中往往把组件看成是理想的，我们只讨论输入和输出的稳定状态之间的关系，没有考虑在传输过程中信号经过组件、导线所产生的延迟。这使得设计出来的逻辑电路尽管正确无误，工艺装配也符合要求，但实际工作中却可能出现错误的输出。对组合电路来说，这种错误的输出虽然是暂时的（在信号发生变化时，在输出端出现不希望的尖锋），信号稳定后错误会消失，但仍会引起工作的不可靠。我们称出现尖锋的现象为逻辑电路的冒险现象. 组合电路中的冒险现象分为逻辑冒险和功能冒险。前者是指在一个输入变量变化时，电路在瞬变过程中出现的短暂错误输出。而后者则指在多个变量同时变化时，电路在瞬变过程中出现的短暂错误输出。 下面通过分析图3.36（a）所示的逻辑电路来说明逻辑冒险现象。 即输出应维持1不变。但实际情况是，由于信号通过不同的路径到达输出端，而不同的路径有不同的延迟时间，在输出端反映的信号变化就不是同时发生了。 应当说明；在输入信号发生变化时，即使有延迟也并不一定会发生冒险。如在图所示电路中，A由0变1，则由于门3由1变0先于门2由0变1，这样门4输出维持为1不变，不发生0冒险。 另外，如果门电路有两个输入变量A、B同时向相反方向变化（如A由0变1，B由1变0），由于信号到输出端的路径、门的延迟时间不同，也可能产生0型或1型冒险（功能冒险）。 （3）分析整个电路的逻辑功能 图3-29电路可以实现一位十进制数的加 法运算，并由数码管显示相加的结果。当相 加的结果大于9（即二进制1001）时，数码 管不显示，处于灭灯状态。 练习： 1、 在图（a）所示电路中，若变量B=C=1，则在理想情况下，变量A由0变1或由1变0时，输出端应为： 3. 部分常用的MSI组合逻辑电路的型号、名称和 主要功能表 表2-14 型 号 名 称 主 要 功 能 74LS147 10线-4线优先编码器 ? 74LS148 8线-3线优先编码器 ? 74LS149 8线-8线优先编码器 ? 74LS42 4线-10线译码器 BCD输入 74LS154 4线-16线译码器 ? 74LS46 七段显示译码器 BCD输入、开路输出 74LS47 七段显示译码器 BCD输入、开路输出 74LS48 七段显示译码器 BCD输入、带上拉电阻 74LS49 七段显示译码器 BCD输入、OC输出 74LS150 16选1数据选择器 反码输出 74LS151 8选1数据选择器 原、反码输出 74LS153 双4选1数据选择器 ? 74LS251 8选1数据选择器 原、反码输出，三态 74LS85 4位数值比较器 ? 74LS866 8位数值比较器 ? 型 号 名 称 主 要 功 能 CC40147