4.仿真设计三人投票表决电路.pptx

一、组合逻辑电路的定义与特点二、组合逻辑电路的分析三、组合逻辑电路的设计四、组合逻辑电路的竞争冒险任务四仿真设计三人投票表决电路

任务目标本任务通过仿真设计三人投票表决电路，介绍数字电路设计的简单过程，学习仿真在电路设计过程中的应用，领会组合逻辑电路的分析与设计特点。

一、组合逻辑电路的定义与特点在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。组合逻辑电路是根据实际需要将逻辑门进行组合，构成具有各种逻辑功能的电路。图所示是组合逻辑电路的框图，A为输入变量，F为输出变量。

组合逻辑电路的特点如下。（1）输出与输入之间没有反馈延迟通路。（2）电路中不含记忆元件。

二、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路分析的主要任务是根据给出的逻辑图确定逻辑功能。其一般步骤如下。（1）写出逻辑图输出端的逻辑表达式。（2）化简和变换逻辑表达式。（3）列出真值表。（4）根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定电路的逻辑功能。

二、组合逻辑电路的分析组合逻辑电路分析的主要任务是根据给出的逻辑图确定逻辑功能。其一般步骤如下。（1）写出逻辑图输出端的逻辑表达式。（2）化简和变换逻辑表达式。（3）列出真值表。（4）根据真值表和逻辑表达式对逻辑电路进行分析，最后确定电路的逻辑功能。

三、组合逻辑电路的设计组合逻辑电路设计的任务是根据给定的逻辑问题，设计出能实现其逻辑功能的逻辑电路，最后画出实现逻辑功能的逻辑图。用逻辑门实现组合逻辑电路时，要求使用的芯片最少，连线最少。组合逻辑电路的设计与组合逻辑电路的分析过程相反。用小规模集成电路设计组合逻辑电路的一般步骤如下。（1）分析设计任务，确定输入变量和输出变量，找到输出与输入之间的逻辑关系，列出真值表。（2）由真值表写出逻辑表达式。（3）化简变换逻辑表达式。（4）根据表达式画出逻辑图。

四、组合逻辑电路的竞争冒险先分析图所示电路的工作情况，以建立竞争冒险的概念。在图(a)中，与门G2的输入是A和A两个互补信号。由于G1的延迟，A的下降沿要滞后于A的上升沿，因而在很短的时间间隔内，G2的两个输入端都会出现高电平，从而使它的输出出现一个高电平窄脉冲(按逻辑设计要求不应出现的干扰脉冲)，如图(b)所示。与门G2的两个输入信号A和A在不同的时刻到达的现象，通常称为竞争，由此而产生输出干扰脉冲的现象称为冒险。1产生竞争冒险的原因

?

2竞争冒险的判断方法?

试判断图所示的电路是否存在竞争冒险。

2）用实验的方法判断在电路的输入端加入所有可能发生状态变化的波形，观察输出端是否有尖峰脉冲，这个方法比较直观可靠。3）用卡诺图法判断在实际电路应用中，可以用画卡诺图的方式判断竞争冒险是否存在。凡是卡诺图中存在相切（相邻）而不相交的包围圈(方格群)的逻辑函数都存在着竞争冒险现象。例如，已经判断过前面的的两个电路存在竞争冒险，观察它们的卡诺图，可以看到，它们都存在着相切（相邻）而不相交的方格群，如图所示。

3竞争冒险的消除1）引入封锁脉冲在输入信号状态转换的时间内，把可能产生尖峰脉冲输出的门封锁，如图中的负脉冲P1。封锁脉冲要与输入信号的状态转换同步，其脉宽要大于电路的状态转换时间。图（a）为电路，图（b）为波形。

2）引入选通脉冲如图中的P2，在信号进入稳态时，在选通脉冲高电平期间可使门电路有正常的输出。3）接滤波电容因为尖峰脉冲一般很窄(几十纳秒)，在门的输出端并接一只几百皮法的电容，就可把尖峰脉冲的幅度削弱至门电路的阈值电压以下，如图中的Cf。

?

技能训练——仿真设计三人投票表决电路1实训目的（1）掌握简单应用电路的设计及测试方法。（2）掌握使用仿真软件Multisim10进行电路的仿真调试。（3）熟悉逻辑电路设计的流程。2实训器材实训器材如表所示。

技能训练——仿真设计三人投票表决电路3实训原理及操作1.设计题目试设计一个三人投票表决电路，多数人同意，提案通过，否则提案不通过。2.设计步骤用小规模集成电路设计组合逻辑电路的一般步骤如下。（1）分析设计任务，确定输入变量、输出变量，找到输出与输入之间的逻辑关系，列出真值表。（2）由真值表写出逻辑表达式。（3）化简变换逻辑表达式。（4）根据表达式画出逻辑图。

3.进行仿真（1）根据逻辑图选择集成电路芯片。（2）连接电路，进行仿真。仿真电路如图所示。4.记录结果自己设计表格，将仿真结果填入表格中。