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1、第十一讲第十一讲3.7 3.7 组合逻辑电路应用举例组合逻辑电路应用举例3.8 3.8 组合逻辑电路组合逻辑电路的竞争冒险现象1 第十第十二二讲讲 组合逻辑电路应用举例、竞争冒险组合逻辑电路应用举例、竞争冒险课题课题：组合逻辑电路应用举例组合逻辑电路应用举例、竞争冒险、竞争冒险课时安排课时安排：2重点重点：组合逻辑电路应用组合逻辑电路应用分析举例、设计举例、加法器电路分析举例、设计举例、加法器电路 多样性讨论多样性讨论难点难点：组合逻辑电路组合逻辑电路综合设计举例、加法器电路多样性讨论综合设计举例、加法器电路多样性讨论教学目标教学目标：组合逻辑电路组合逻辑电路应用电路分析举例、应用电路设计举例
2、、应用电路分析举例、应用电路设计举例、 加法器电路多样性讨论，掌握组合电路综合设计方法加法器电路多样性讨论，掌握组合电路综合设计方法 和设计结果的多样性和设计结果的多样性；了解竞争冒险的含义及消除竞；了解竞争冒险的含义及消除竞 争冒险的方法争冒险的方法教学过程教学过程： 一、一、组合电路组合电路应用举例及实现的多样性应用举例及实现的多样性 1、奇偶发生器、奇偶发生器/校验器在数据传输中的应用校验器在数据传输中的应用 2、简易交通信号灯控制电路、简易交通信号灯控制电路 3、全加器电路实现形式的多样性讨论、全加器电路实现形式的多样性讨论 二二、组合电路的竞争冒险、组合电路的竞争冒险 1、竞争冒险的
3、概念及其产生原理，判别、竞争冒险的概念及其产生原理，判别 2 、消除竞争冒险的方法、消除竞争冒险的方法23.7.1 奇偶发生器奇偶发生器/校验器在数据传输中的应用校验器在数据传输中的应用 对于一个任意的多位数码组，一个奇偶校验位附加到多位数码组中，使得这组数对于一个任意的多位数码组，一个奇偶校验位附加到多位数码组中，使得这组数码中码中1的个数总保持偶数或者奇数的个数总保持偶数或者奇数。奇偶校验奇偶校验：一个偶校验位使得一个偶校验位使得1的总数保持偶数，而奇校验位使得的总数保持偶数，而奇校验位使得1的总数为奇数的总数为奇数校验位数据位010001校验位数据位奇校验位偶校验位374LS280是是9
4、位奇偶发生器位奇偶发生器/校验器校验器 可以对一个可以对一个9位代码（位代码（8位数据位数据位和一位校验位）进行奇校验或者位和一位校验位）进行奇校验或者偶校验。或者对一个偶校验。或者对一个9位代码产生位代码产生一个校验位。一个校验位。当输入当输入I0 I8中有偶数个中有偶数个1时，时，O偶数输出端为高电平偶数输出端为高电平1，J奇数输出端为低电平奇数输出端为低电平0；当输入当输入I0 I8中有奇数个中有奇数个1时，时，O偶数输出端位低电平偶数输出端位低电平0，J奇数输出端为高电平奇数输出端为高电平1。4简单的数据传输系统的原理图简单的数据传输系统的原理图5分析：分析：发送方：偶校验发送方：偶校
5、验74LS151：并：并串转换串转换74LS138：数据分配器（串：数据分配器（串并转换）并转换）如何改变电路的连接形式，实现同样的功能。如何改变电路的连接形式，实现同样的功能。63.7.2 简易交通信号灯控制电路简易交通信号灯控制电路交通信号灯定周期控制时间分配交通信号灯定周期控制时间分配 由图可见由图可见: :最小分辨时间为最小分辨时间为5 5秒，一个周期为秒，一个周期为8080秒。如果以秒。如果以5 5 秒秒为单位，可以把一个周期分为为单位，可以把一个周期分为1616种状态组合。种状态组合。7交通信号灯输出控制真值表 用四位二进制数用四位二进制数S3S2S1S0表示，主干道绿、黄、红表示
6、，主干道绿、黄、红灯分别用灯分别用MG、MY、MR表示，支干道绿、黄、红灯分表示，支干道绿、黄、红灯分别用别用BG、BY、BR表示，关系表如下：表示，关系表如下：8 交通信号灯定周期控制组合逻辑电路图交通信号灯定周期控制组合逻辑电路图 93.7.3 全加器电路实现形式的多样性讨论全加器电路实现形式的多样性讨论 1.采用反相器和与或门实现采用反相器和与或门实现 102.采用采用2输入门电路实现输入门电路实现 方法一：方法一：11方法二：方法二：12方法三：方法三：133.采用采用74LS138译码器实现译码器实现 74LS138的通式为当：时令：令：则：144.采用数据选择器实现采用数据选择器实
7、现 15还可以用其它两种电路：还可以用其它两种电路：16再取反得：再取反得：5.采用反函数取非的方式设计全加器采用反函数取非的方式设计全加器 17作业：作业：仿照全加器的实现方法，试分别完成全减器、仿照全加器的实现方法，试分别完成全减器、3 3输入判奇电路的多种电路实现。输入判奇电路的多种电路实现。 单数学号：完成全减器、单数学号：完成全减器、 双学号：双学号： 完成完成3 3输入判奇电路输入判奇电路 完成之后单、双学号交换结果，相互改正完成之后单、双学号交换结果，相互改正18 1、由于竞争而产生的尖峰脉冲、由于竞争而产生的尖峰脉冲 2、同一输入变量经不同途径到达输出、同一输入变量经不同途径到
8、达输出门的情况（门的情况（m、n均为正整数均为正整数） 3、消除竞争冒险现象的几种方法、消除竞争冒险现象的几种方法 （a）电路接法电路接法（b）电压波形电压波形 4、用增加冗余项消除竞争冒险、用增加冗余项消除竞争冒险19 由于竞争而产生由于竞争而产生尖峰脉冲尖峰脉冲 组合逻辑电路中，若某个变量通过两条以上组合逻辑电路中，若某个变量通过两条以上途径到达输出諯途径到达输出諯 ，由于每条路径上的延迟时间，由于每条路径上的延迟时间 不同不同 ，到达终点在时间就有先后，这一，到达终点在时间就有先后，这一 现象称现象称为为竞争竞争 。 由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲由于竞争而在电路输出端可能产生尖
9、峰脉冲的现象叫做的现象叫做竞争竞争 冒险冒险 。20一、组合逻辑电路的竞争一、组合逻辑电路的竞争 冒险现象冒险现象ABY&ABYABY毛刺毛刺,属噪声属噪声无噪声无噪声21 当某个变量发生变化当某个变量发生变化,出现竞争时，在输出端出现竞争时，在输出端出现不应有的尖脉冲，这种情况称为出现不应有的尖脉冲，这种情况称为“冒险冒险”。冒险冒险1）“0”型冒险（型冒险（A+A型冒险）型冒险）A&22AAFtpdAF&1）“0”型冒险（型冒险（A+A型冒险）型冒险）232）“1”型冒型冒险险A&1FAAFtpd24二、冒险现象的判别二、冒险现象的判别1.代数法代数法 当变量同时以原变量和反变量的形式出现
10、在函数当变量同时以原变量和反变量的形式出现在函数式中时，该变量就具备了竞争条件式中时，该变量就具备了竞争条件。 只要输出只要输出 端端 的逻辑函数的逻辑函数在一定条件下在一定条件下能简化能简化为：为： ； 则可判断存在则可判断存在竞争竞争 冒险冒险 25例：判断下列函数是否存在冒险现象例：判断下列函数是否存在冒险现象。B C F0 0 A+A0 1 A1 0 A1 1 A0型冒险A B F0 0 00 1 01 0 11 1 C26B C F0 0 AA0 1 A1 0 A1 1 11型冒险2701111001BCA01 00 01 11 10相切相切存在冒险存在冒险11000110BCA01
11、 00 01 11 10 只要有两个卡诺圈相切，则该电路必存在冒险现象。只要有两个卡诺圈相切，则该电路必存在冒险现象。2.卡诺图法卡诺图法28例：例：试判断下图两个电路的输出试判断下图两个电路的输出 是否有竞争是否有竞争 冒险现象冒险现象 。(已知任何瞬间输入变量已知任何瞬间输入变量 只可能只可能 有一有一个改变状态个改变状态 )。29当当B=B= =时时当当=0=0时时30以上的方法具有一定的局限性，当输入变量以上的方法具有一定的局限性，当输入变量的个数增加时，就难于从中简单地找出所有产生竞的个数增加时，就难于从中简单地找出所有产生竞争争冒险的情况了。冒险的情况了。解决的方法：解决的方法：1
12、.利用计算机辅助分析的手段。利用计算机辅助分析的手段。2.实验的方法。实验的方法。31三三.消除竞争冒险的方法消除竞争冒险的方法目的：目的：在输入信号发生竞争时间内，把可能产生干在输入信号发生竞争时间内，把可能产生干 扰的门封住。扰的门封住。AF&P1.引入引入封锁脉冲封锁脉冲AAP“1”F缺点：封锁脉冲的宽度和作用时间要求严格322.修改设计，增加多余项修改设计，增加多余项目的：目的：使使F再也不能化为再也不能化为 A+A 或或 AA的形式，故不存的形式，故不存在冒险。在冒险。01101100BCA01 00 01 11 10多余项333.接入滤波电容接入滤波电容AF&优点：简单易行。优点：简单易行。缺点：输出波形随之变坏。缺点：输出波形随之变坏。只适用于对输出波形的前、后沿无严格要求只适用于对输出波形的前、后沿无严格要求的场合的场合34消除竞争冒险现象的几种方法消除竞争冒险现象的几种方法（a）电路接法 （b）电压波形35P1183.243.253.2636
