数电08(竞冒险,数选器).ppt

作业 P195 4.4.19 4.4.20 * 1.数字逻辑概论 2.逻辑代数与硬件描述语言概述 3.逻辑门电路 4.组合逻辑电路 5.锁存器与触发器 6.时序逻辑电路 7.存储器、复杂可编程器件和 现场可编程门阵列 9.模数与数模转换器 8.脉冲波形的变换与产生 4 组合逻辑电路 4.1组合逻辑电路的分析 4.2组合逻辑电路的设计 4.3组合逻辑电路中的竞争和冒险 4.4常用组合逻辑集成电路 4.5组合可编程电路 4.6用Verilog HDL描述组合逻辑电路 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 4.3.1 产生的竞争冒险的原因 4.3.2 消去竞争冒险的方法 4.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 不考虑前级门的延时时间 4.3.1 产生的竞争冒险的原因 考虑前级门的延时时间,当A、B信号的变化方向相反，如：A由0变1，B由1变0，则可能出现干扰脉冲。 竞争:当一个逻辑门的两个输入端的信号同时向相反方向变化，而变化的时间有差异的现象。 冒险:由竞争而可能产生输出干扰脉冲的现象。 比较复杂的组合逻辑电路实例 4.3.2 消去竞争冒险的方法 1. 发现并消除互补乘积项 A B C 1 L B = C = 0时 为消掉AA，变换逻辑函数式为 ) )( ( C A B A L + + = 出现竞争冒险。 A A F = BC B A AC F + + = 2. 增加乘积项,避免互补或项 ， 当A=B=1时，根据逻辑表达式有 C B AC L + = 当A=B=1时 C B AC L + = C B AC L + = + AB C C L + = AB 0 1 A 0 0 0 1 0 1 1 1 L B C 00 01 11 10 3. 输出端并联电容器 如果逻辑电路在较慢速度下工作，为了消去竞争冒险，可以在输出端并联一电容器，致使输出波形上升沿和下降沿变化比较缓慢，可对于很窄的负跳变脉冲起到平波的作用。 实际工作中，可以利用软件进行时序仿真，然后在实验中验证。 4~20pF 4.4 若干典型的组合逻辑集成电路 4.4.1 编码器 4.4.2 译码器/数据分配器 4.4.3 数据选择器 4.4.4 数值比较器 4.4.5 算术运算电路 4.4.3 数据选择器 1、数据选择器的定义与功能 数据选择器的功能：在通道选择信号的作用下，将多个通道的数据分时传送到公共的数据通道上去的。 数据选择器：能实现数据选择功能的逻辑电路。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，又称“多路开关” 。 实例：4选1数据选择器 2 位地址码输入端 使能信号输入端，低电平有效 1路数据输出端 （1）逻辑电路（输入输出端，门结构） 22路 数 据 输 入 端 （2）工作原理及逻辑功能 0 0 I3 0 1 1 0 1 1 =1 =0 0 × × 1 Y S0 S1 E 地址 使能 输出 输 入 功能表 0 0 0 I0 0 0 1 I1 0 1 0 I2 0 1 1 I3 结构规律：与或关系 每个与门有4个端：使能端、1路数据输入端、2个地址端 （2）工作原理及逻辑功能 0 0 I3 0 1 1 0 1 1 =1 =0 0 × × 1 Y S0 S1 E 地址 使能 输出 输 入 功能表 0 0 0 I0 0 0 1 I1 0 1 0 I2 0 1 1 I3 从逻辑图或真值表可得： 当使能端有效时 mi是S1、S0的第i个最小项。注意顺序！ 74LS151功能框图 D7 Y Y E 74HC151 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 S2 S1 S0 2、集成电路数据选择器 8选1数据选择器74HC151 2、集成电路数据选择器 1对互补输出端 23路数据输入端 1个使能输入端 3 个地址输入端 74LS151的逻辑图 与非门实现非-或 或门实现非-与-非 D7 H H H L D6 L H H L D5 H L H L D4 L L H L D3 H H L L D2 L H L L D1 H L L L D0 L L L L H L X X X H S0 S1 S2 E Y Y 选 择 使 能 输 出 输 入 3、74LS151的功能表 当E=1时，Y=0 。 当E=0时 ①数据选择器组成逻辑函数产生器 控制Di ，就可得到不同的逻辑函数。 该函数的输入变量为S2、S1、S0。 5