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学习教案

1、会计学1 常用组合逻辑电路选择器比较器组合逻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辑电路的竞争与冒险 2 输出是输出是A A2 2A A1 1A A0 0三三 个变量的全部个变量的全部 最小项的非最小项的非 2. 0 012 AAAS1 S2 S3. Y = 1 012 AAAS1 S2 S3. Y = 2 012 AAAS1 S2 S3. Y = 3 012 AAAS1 S2 S3. Y = 4 012 AAAS1 S2 S3. Y = 5 012 AAAS1 S2 S3. Y = 6 012 AAAS1 S2 S3. Y = 7 012 AAAS1 S2 S3. Y = m

2、0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74LS138译码器译码器 S1 S2 S3 A2 A1 A0 第1页/共37页 3 Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9 X8X4X2X1 74LS42 3. 二二 - 十十 进制译码器进制译码器 第2页/共37页 4 七段显示译码七段显示译码 器器 X8 X4 X2 X1 a b c d e f g 4. 显示译码器显示译码器 第3页/共37页 5 5. 用译码器实现逻辑函数：用译码器实现逻辑函数： F=m1+ m2 + m4 + m7 A B C Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y

3、7 A2 A1 A0 3线 线8 8线译码器线译码器 E F 1 1 第4页/共37页 6 F=m1+ m2 + m4 + m7 A B C 1 F (2). 当译码器的输出为当译码器的输出为高电平有效时，选用或门高电平有效时，选用或门 ；当输出为；当输出为低电平有效时，选用与非门低电平有效时，选用与非门; 第6页/共37页 8 D0 D1 D2 D3 S1 S0 1 Y 1 1 & & & & 数据选择器电路图数据选择器电路图 S 0 S 1 S 1 S 0 D0 S 1 S0D1 S1S 0 D2S1S0D3 + + Y = 0 0 0 1 1 0 1 1 S1S0Y D0 D1 D2 D

4、3 4个数据个数据 选通选通 变量变量 四选一数据选择四选一数据选择 器器 第7页/共37页 9 S1 Y D0 D1 D2 D3 S0 数据选择器示意图数据选择器示意图 数据选数据选 择器逻择器逻 辑符号辑符号 EN D0D1D2D3 S0 S1 Y MUX 第8页/共37页 10 设选通变量个数为设选通变量个数为2个个(S1 ,S0) 那么那么, 可对多少个数据进行选择可对多少个数据进行选择 4 S1S0 0 0 0 1 1 0 1 1 Y D0 D1 D2 D3 设选通变量个数为设选通变量个数为3个个(S2,S1 ,S0) 那么那么, 可对多少个数据进行选择可对多少个数据进行选择 8 设

5、选通变量个数为设选通变量个数为n个个(S1 ,S0) 那么那么, 可对多少个数据进行选择可对多少个数据进行选择 2n n m m= 2n EN MUX D0D1 Dm-1 S0 Sn-1 Y2n选一选一 MUX的的 逻辑符号逻辑符号 第9页/共37页 11 数据选择器的功能数据选择器的功能: (1).对多路数据进行选择对多路数据进行选择(2).实现逻辑函数实现逻辑函数 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四选一数据选择器逻辑函数表达式: Y = S0D1S 1 S1S 0 D2S1S0D3+S 1 S 0 D0 =

6、m0D0 + m 1D1+ m2D2 +m3D3 如果选通变量为如果选通变量为n,则则 Y= 为选通变量为选通变量Sn- 1,S0组成的最 组成的最 小项小项 i i iDm n = 12 0 第10页/共37页 12 Y = B D1A A B D2A BD3+A BD0Y = S0D1S 1 S1S 0 D2S1S0D3+S 1 S 0 D0 例如例如:用四选一数据选择器来实现函数用四选一数据选择器来实现函数F=AB+AB EN D0D1D2D3 S0 S1 Y MUX B A 0110 0 0110 顺序顺序 解：写出四选一解：写出四选一MUX的输出函数的输出函数 第11页/共37页 1

7、3 用用MUX实现逻辑函数可能有以下实现逻辑函数可能有以下三种三种情况发生情况发生 K = n 设逻辑变量的个数为设逻辑变量的个数为K,MUX选通端的个数为选通端的个数为n K n K n例如 例如:用四选一用四选一MUX来实现来实现F=A B C Y= S0D1S1 S1S0D2S1S0D3+S1S0D0 B D1A A B D2A BD3+A BD0 Y= EN D 0 D 1 D 2 D 3 S 0S 1 Y MUX =ABC+ABC+ABC+ABCF A B CCCC 0 =A B C+AB C+AB C +AB C 第15页/共37页 17 例如例如:用四选一数据选择器来实现函数用四

8、选一数据选择器来实现函数F=AB+AC EN D 0 D 1 D 2 D 3 S 0S 1 Y MUX 解：首先将解：首先将 F变换为最小项标准表达式变换为最小项标准表达式 F=AB+AC = A B +AC(B+B ) =AB C AB C Y=S0D1S 1 S1S 0 D2S1S0D3+S 1 S 0 D0 A B 1CC0 0 + B D1A A B D2A BD3+A BD0 A B 第16页/共37页 18 例如例如:用八选一数据选择器来实现函数用八选一数据选择器来实现函数F=AB+AB 首先写出八选一首先写出八选一MUX的函数表达式的函数表达式: = D4D5D6D7+ S 1

9、S 0 S2S 1 S2S0S2S1S 0 + +S1S0S2 D0 D2+D1 S 1 S 0 S 2 D3S1S0S 2 +S1S 0 S 2 S 1 S0 +S 2 + 1 A B 1100 0 EN Y MUX S0 S1 S2 D0D1D2D3D4D5D6D7 3、 K n Y A B A B A B A B 第17页/共37页 19 =D0D2+D1 S 1 S 0 S 2 D3S1S0S 2 S1S 0 +S 2 S 1 S0 +S 2 0 A B 1 100 0 Y 例如例如:用八选一数据选择器来实现函数用八选一数据选择器来实现函数F=AB+AB 首先写出八选一首先写出八选一M

10、UX的函数表达式的函数表达式: EN MUX S0 S1 S2 D0D1D2D3D4D5D6D7 3、 K B A=B ABFA=BFAB FA=B FAB AB 输入输入输出输出 ABBA + + BA 第26页/共37页 28 & & 1 A B AB A=B 1 1 逻辑图逻辑图 AB ABA=B 数值比较器数值比较器 BA = = = = = = FAB FA=B FAB ABBA + + BA 数值比较器数值比较器 第27页/共37页 29 2多位数值比较器多位数值比较器 1100 1001 12 9 比较原则：比较原则： A. A. 先从高位比起先从高位比起, ,高高 位大的数值一

11、定大。位大的数值一定大。 B. B. 若高位相等若高位相等, ,则再则再 比较低位数比较低位数, ,最终最终 结果由低位的比结果由低位的比 较结果决定。较结果决定。 I(AB) F(AB) B3 A0 A1 A2 A3 B2 B1 B0F(A=B) F(AB) 四位数值比较器四位数值比较器 低位片低位片 来的比来的比 较信号较信号 第28页/共37页 30 I(AB) F(AB) B3 A0 A1 A2 A3 B2 B1 B0 F(A=B) F(AB) 0 1 0 B7 A4 A5 A6 A7 B6 B5 B4 设设A=A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 B=B7 B6 B5 B4

12、 B3 B2 B1 B0 B3 A0 A1 A2 A3 B2 B1 B0 I(AB) F(AB) A1 A2 A3 B2 B1 B0 F(A=B) F(AB A=B AB 第29页/共37页 31 4.4.1竞竞争、冒险产生的原因争、冒险产生的原因 G1 A F (a) G2 & 1 t A F t 不应出现毛刺 在组合逻辑电路中，当在组合逻辑电路中，当 某一个变量经两条以上路径某一个变量经两条以上路径 到达输出端时，由于每条路到达输出端时，由于每条路 径上的延迟时间的不同，到径上的延迟时间的不同，到 达终点的时间有先后，这一达终点的时间有先后，这一 现象称现象称竞争竞争。 在具有在具有竞竞争

13、现象的组合电路争现象的组合电路 中，当某个变量发生变化时，在中，当某个变量发生变化时，在 输出端出现不应有的尖脉冲时（输出端出现不应有的尖脉冲时（ 毛刺），称毛刺），称冒险现象。冒险现象。 t A 第30页/共37页 32 A d g F e tpd 1 2 g A B C F d e G1 G2 G3 G4 (a) 1 & & & F=AB+AC 当B=C=1时F=A+A=1 第31页/共37页 33 冒险现象的判断：冒险现象的判断： 一个变量以原、反变量出现在函数一个变量以原、反变量出现在函数F中中 时，该变量是具有竞争条件的变量。时，该变量是具有竞争条件的变量。 F=AB+AC 如果消去

14、其它变量（令其它变量为如果消去其它变量（令其它变量为0或为或为 1），留下具有竞争条件的变量，），留下具有竞争条件的变量， 若函数出现若函数出现FAA=+ 则产生负尖脉冲的冒险现象，称为则产生负尖脉冲的冒险现象，称为“0”型冒险型冒险 ； 若函数出现若函数出现FA A= 则产生正尖脉冲的冒险现象，称为则产生正尖脉冲的冒险现象，称为“1”型冒险型冒险 。 第32页/共37页 34 FACABAC=+例如，判断例如，判断 是否存在冒险？是否存在冒险？ A A和和C C为具有竞争条件的变量为具有竞争条件的变量B B不具备竞争条件不具备竞争条件 先考虑先考虑A A能否产生冒险：能否产生冒险： _ 0

15、_ 0 _ 0AAAAF=+= AAAAF=+= _ 1 _ 0 _ 1 _ 0 _ 1 _ 0AAAAF=+= AAAAAF+=+= _ 1 _ 1 _ 1 _ CABACAF+= BC 00 01 10 11 A会产生会产生“0”型型冒险冒险 。 第33页/共37页 35 再考虑再考虑C C能否产生冒险：能否产生冒险： A B F C 1 C C 0 0 1 1 0 1 0 1 _ CABACAF+= C不会产生冒险。不会产生冒险。 第34页/共37页 36 4.4.3消除竞争冒险的方法消除竞争冒险的方法 1. 修改逻辑设计修改逻辑设计 此方法是利用逻辑代数中的等式变换。在此方法是利用逻辑代数中的等式