数电08(竞争冒险-数选器)

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。CCACCBL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ABC1&LB=C=0时为消掉AA，变换逻辑函数式为))((CABAL++=出现竞争冒险。AAF=BCBAACF++=2.增加乘积项,避免互补或项AACCBCB≥1&&1L，当A=B=1时，根据逻辑表达式有CBACL+=当A=B=1时CBACL+=1++=CCLCBACL+=+ABCCL+=AB01A00010111LBC000111103.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。4~20pF4.4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4.3.3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”。通道选择信号数据输出I0I112nIS1S0E111I0I1I2I3&≥1Y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00I3011011=1=0S1S0E111I0I1I2I3&≥1Y0××1YS0S1E地址使能输出输入功能表000I0001I1010I2011I3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00I3011011=1=0S1S0E111I0I1I2I3&≥1Y301201101001ISSISSISSISSY+++=33221100mImImImIY+++=0××1YS0S1E地址使能输出输入功能表000I0001I1010I2011I3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D7YYE74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S02、集成电路数据选择器8选1数据选择器74HC1512、集成电路数据选择器ED0D1D2D3D4D5D6D7S0S1S2YY1111111&&&&&&&&&&≥1≥11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-非输入输出使能选择YYES2S1S0HXXXLHLLLLD0LLLHD1LLHLD2LLHHD3LHLLD4LHLHD5LHHLD6LHHHD73、74LS151的功能表0D1D2D3D4D5D6D7D70126012501240123012201210120012DSSSDSSSDSSSDSSSDSSSDSSSDSSSDSSSY+++++++=iiimDY==70•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、数据选择器74LS151的应用•当D0=D3=D5=D7=0•D1=D2=D4=D6=1时：•当D0=D3=D5=D6=1•D1=D2=D4=D7=0时：D7YYE74LS151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S0iiimDY==706421mmmmY+++=6mmmmY+++=530•当E=0时：比较Y与L，当D3=D5=D6=D7=1D0=D1=D2=D4=0时，D7E74HC151D6D5D4D3D2D1D0S2S1S0LYXYZ10Y=L例1试用8选1数据选择器74LS151产生逻辑函数XYZYXYZXL++=ZXYZXYZYXYZX)Z(ZXYZYXYZXL+++=+++=0=E2SX=1SY=0SZ=7766554433221100DmDmDmDmDmDmDmDmY+++++++=7653mmmmL+++=解:利用8选1数据选择器组成函数产生器的一般步骤a、将函数变换成最小项表达式b、将使器件处于使能状态c、地址信号S2、S1、S0作为函数的输入变量d、处理数据输入D0~D7信号电平。逻辑表达式中有mi,则相应Di=1，其他的数据输入端均为0。总结:①数据选择器组成逻辑函数产生器之二一、如果变量数小于n。(自己思考)二、如果变量数为n+1。例DCBAL=数据输入端设定为另一变量的适当状态方法：)()()()()()()()(BCDACDBADCBADBCADCBADCBADCBADCBAL+++++++=原变量、反变量二元常量m0m4m2m1m6m3m5m7示意图八选一数据选择器D0D1D7YGS2S1S0BCDLD2D3D4D5D6B、C、D从地址端S2、S1、S0输入,令:D1=D2=D4=D7=A,其余Di=AAAAAAAAA)()()()()()()()(BCDACDBADCBADBCADCBADCBADCBADCBAL+++++++=m0m4m2m1m6m3m5m7例：用两片74151组成2位八选一的数据选择器②数据选择器的扩展——位的扩展S2S1S0D00D01D02D03D04D05D06D07YY0Y174HC1510Y1YD0D1D2D3D4D5D6D7S0S2S1EYED10D11D12D13D14D15D16D17Y74HC151D0D1D2D3D4D5D6D7S0S2S1EY(0)(I)方法：把使能端、地址端分别并联在需要选择传输n位数据时，可由n个1位数据选择器并联组成例：将两片74LS151连接成一个16选1的数据选择器，DCBAD0D1D2D3D4D5D6D7Y74HC151D0D1D2D3D4D5D6D7S0S2S1EYD8D9D10D11D12D13D14D15YD0D1D2D3D4D5D6D7S0S2S1EY1YY≥1&(0)74HC151(I)②数据选择器的扩展——数据输入端的扩展方法：将使能端作为最高位地址输入端，用反相器将G0，G1相连逻辑式：Y=Y1+Y201001101L74HC151D0D1D2D3D4D5D6D7ES2S1S0YS2S1S0③实现并行数据到串行数据的转换S0S1LS201001101作业P1954.3.34.4.194.4.20