常用组合逻辑电路选择器比较器组合逻辑电路的竞争与冒险.ppt

1 译码器的每一个输出端代表了相应输入变量的最小项 4 3 3译码器 1 2 输出是A2A1A0三个变量的全部最小项的非 2 3 3 二 十进制译码器 4 4 显示译码器 5 5 用译码器实现逻辑函数 F m1 m2 m4 m7 6 F m1 m2 m4 m7 7 3 将译码器输出与逻辑函数F所具有的最小项相对应的所有输出端连接到一个或门 或者与非门 的输入端 则或门 或者与非门 的输出就是被实现的逻辑函数 1 首先将被实现的函数变成以最小项表示的与或表达式 并将被实现函数的变量接到译码器的代码输入端 2 当译码器的输出为高电平有效时 选用或门 当输出为低电平有效时 选用与非门 8 4 3 4数据选择器 MUX D0 S0 D1 S1 D2 S1 S0 D3 Y 00 01 10 11 D0 D1 D2 D3 四选一数据选择器 9 数据选择器逻辑符号 10 设选通变量个数为2个 S1 S0 那么 可对多少个数据进行选择 4 设选通变量个数为3个 S2 S1 S0 那么 可对多少个数据进行选择 8 设选通变量个数为n个 S1 S0 那么 可对多少个数据进行选择 2n n m m 2n 2n选一MUX的逻辑符号 11 数据选择器的功能 1 对多路数据进行选择 2 实现逻辑函数 2 数据选择器实现逻辑函数的理论根据及方法 四选一数据选择器逻辑函数表达式 Y m0 D0 m1 D1 m2 D2 m3 D3 如果选通变量为n 则 Y 为选通变量Sn 1 S0组成的最小项 12 B A 0 1 1 0 0 0 1 1 0 顺序 解 写出四选一MUX的输出函数 13 用MUX实现逻辑函数可能有以下三种情况发生 K n 设逻辑变量的个数为K MUX选通端的个数为n K n K n 1 K n时 14 解 首先将F转换为最小项的标准表达式 F Y m0 D0 m1 D1 m2 D2 m3 D3 m5 D5 m6 D6 m7 D7 D0 D2 D1 D3 D4 D5 D6 D7 A B C 1 1 1 1 0 0 0 0 0 A B C A B C A B C ABC ABC ABC ABC ABC 然后写出八选一MUX的输出函数 m 1 2 4 7 m4 D4 15 A B C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 F m 0 3 5 6 16 2 K n 例如 用四选一MUX来实现F A B C A B C C 0 17 解 首先将F变换为最小项标准表达式 Y A B 1 C C 0 0 18 首先写出八选一MUX的函数表达式 1 A B 1 1 0 0 0 3 K n Y A B A B A B A B 19 D0 D2 D1 D3 0 A B 1 1 0 0 0 Y A B A B A B A B 20 用MUX实现逻辑函数步骤总结 1 首先将要实现的逻辑函数转换成最小项的标准表达式 2 写出所给MUX的输出函数表达式 3 将要实现的函数中的变量按次序接入选通端 并将此变量代入MUX的输出函数表达式后 与要实现的逻辑函数相对照 便可得出结果 设计时采用函数式比较法 21 例4选1数据选择器74LS153实现逻辑函数 下图为74LS153的逻辑图 22 23 解1 24 方法2 25 26 4 3 5数值比较器 1 1位数值比较器 在数字系统中 经常需要比较两个数的大小 用来比较两个数大小的电路称为数值比较器 两个数A B的关系 A B A B A B 设有A B两个1位二进制数 请根据组合逻辑电路的设计方法设计一个电路来判别两数的大小 1 根据题意 列写真值表 27 FA B FA B FA B 真值表 FA B FA B FA B 28 逻辑图 数值比较器 29 2 多位数值比较器 1100 1001 12 9 比较原则 A 先从高位比起 高位大的数值一定大 B 若高位相等 则再比较低位数 最终结果由低位的比较结果决定 四位数值比较器 低位片来的比较信号 30 010 设A A7A6A5A4A3A2A1A0 B B7B6B5B4B3B2B1B0 31 4 4组合逻辑电路的竞争与冒险 4 4 1竞争 冒险产生的原因 在组合逻辑电路中 当某一个变量经两条以上路径到达输出端时 由于每条路径上的延迟时间的不同 到达终点的时间有先后 这一现象称竞争 在具有竞争现象的组合电路中 当某个变量发生变化时 在输出端出现不应有的尖脉冲时 毛刺 称冒险现象 32 4 4 2冒险的类型及判断 d g F e tpd 当B C 1时 33 冒险现象的判断 一个变量以原 反变量出现在函数F中时 该变量是具有竞争条件的变量 如果消去其它变量 令其它变量为0或为1 留下具有竞争条件的变量 若函数出现 则产生负尖脉冲的冒险现象 称为 0 型冒险 若函数出现 则产生正尖脉冲的冒险现象 称为 1 型冒险 34 例如 判断是否存在冒险 A和C为具有竞争条件的变量B不具备竞争条件 先考虑A能否产生冒险 A会产生 0 型冒险 35 再考虑C能否产生冒险 C不会产生冒险 36 4 4 3消除竞争冒险的方法 1 修改逻辑设计此方法是利用逻辑代数中的等式变换 在确保逻