《数字电路与数字逻辑》第四章(1)

1、2022-1-10编辑ppt1第三节 竞争和冒险 2.冒险 二、逻辑冒险的检查 一、竞争和冒险的概念 1. 竞争 1.代数法 2.卡诺图法 三、功能冒险的检查 2022-1-10编辑ppt23.不变的（n-p）个输入变量组成的乘积项所对应的卡诺圈中，有“1”也有“0” 。四、冒险的消除方法 1. 增加多余项 （只适用于消除逻辑冒险） 2.加滤波电容 （对输出波形边沿要求不高的情况下运用)3.加取样脉冲 1.输入变量变化前后，函数值相同； 2.有p（2）个变量同时变化；2022-1-10编辑ppt3第三节 竞争和冒险 一、竞争和冒险的概念 1. 竞争 (1) 由于连线和集成门有一定的延迟时间，致

2、使同一输入信号经过不同路径到达输出端有先有后（1个或1个以上输入信号变化）； (2) 多个输入信号同时变化，由于变化的快慢不同，致使多个输入信号到达输出端有先有后（2个或2个以上输入信号变化）。 2022-1-10编辑ppt4123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:23-Feb-2002Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:1&1CABF图 4.3.1 (d)(g)(e)例1：F = AC + AB 。2022-1-

3、10编辑ppt5A(d)A(g)A(e)FB = C = 1 时1tpd1tpd2tpd2tpd1tpd110图 4.3.2 冒险的产生例1：F = AC + AB 。2022-1-10编辑ppt6ABC 例2：F = AC + BC + AC 。111011001010110100ABC101 100 110 111 2.冒险 (2) 冒险 的分类 (1) 冒险 的概念 2022-1-10编辑ppt7 按短暂尖峰极性 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:28-Feb-2002Sheet of File:E:Design Explo

4、rer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&AAFA F A 0 1 0 (a) 1型冒险 2022-1-10编辑ppt8123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:28-Feb-2002Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:1AAFA F A 1 0 1 (b) 0型冒险 2022-1-10编辑ppt9 按产生短暂尖峰的原因 逻辑冒险和功能冒险 二、逻辑冒险的检查

5、1.代数法 F = A + A 或F = A A（1型逻辑冒险）（0型逻辑冒险）例1 F = AC + AB 。 当 B=C= 1 时，F = A + A ，存在0型逻辑冒险。2022-1-10编辑ppt10当 A=B= 0 时，F = C C ，存在1型逻辑冒险。例2 F = ( A+C ) ( B+C ) 。 例3 F = A C + B C + A C 。 在 A=B=1 时，F = C + C ，存在0型逻辑冒险。2.卡诺图法 两个卡诺圈部分相切，而这个相切部分又没有被另外的卡诺圈包围，则存在逻辑冒险。 2022-1-10编辑ppt11111111010110100ABC逻辑冒险产生的

6、条件： 相切部分取值相同的变量此时的取值组合。 对上例，即 A = B = 1 时，存在0型逻辑冒险。图 例4 F = A C + B C + A C 。 2022-1-10编辑ppt12例5 F = B C + A B + A C D 。试判断是否存在逻辑冒险。 AB CD 11011111110111110010110100在 AC = 00 时，或在 ABD = 111 时，在 BCD = 011 时，或存在0型逻辑冒险。2022-1-10编辑ppt13三、功能冒险的检查 1.输入变量变化前后，函数值相同； 2.有p（2）个变量同时变化；3.不变的（n-p）个输入变量组成的乘积项所对应的

7、卡诺圈中，有“1”也有“0” 。则电路中存在功能冒险。 2022-1-10编辑ppt14111111010110100ABC图 例6 已知 F = A C + B C + A C ，当ABC 从101变为110时，是否会出现功能冒险。1. F ( 1,0,1) = F ( 1,1,0 )； 2. B和C 2个变量同时变化； 3. A对应的卡诺圈中有“0”也有“1”。所以，电路中存在功能冒险。 2022-1-10编辑ppt15开始判断电路中是否存在冒险的步骤： 逻辑冒险有冒险功能冒险有冒险无冒险结束NYYN2022-1-10编辑ppt16例7 分析如下图所示的组合网络中，当 ABCD 从0100

8、向1101变化时和 ABCD 从 1000 向1101变化时，是否会出现冒险？ 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&FCDBDAD2022-1-10编辑ppt17解 ：1.当 ABCD 从0100向1101变化时：AB CD 111101111111101100101101001. F(0,1,0,0)=F(1,1,0,1)； 2. 有2个变量同时变化

9、； 3. BC对应的卡诺圈中有“0”也有“1”；所以，此时电路中存在功能冒险。 先判断是否有功能冒险，函数F的卡诺图如下图所示： 2022-1-10编辑ppt18AB CD 111101111111101100101101001. F(1,0,0,0)=F(1,1,0,1)； 2. 有2个变量同时变化； 3. AC对应的卡诺圈中全部为“1”；所以，此时电路中不存在功能冒险。 2.当 ABCD 从1000向1101变化时： 先判断是否有功能冒险，函数F的卡诺图如下图所示： 2022-1-10编辑ppt19再判断是否有逻辑冒险：AB CD 11110111111110110010110100 即A

10、C = 10 时，存在0型逻辑冒险。由卡诺图可知，C D和AD对应的卡诺圈部分相切，而相切部分又没被其它卡诺圈包围，所以存在逻辑冒险。2022-1-10编辑ppt20四、冒险的消除方法 1. 增加多余项 （只适用于消除逻辑冒险） 111111010110100ABC图 例8 已知F = A C + B C + A C ，试用增加多余项 的方法消除逻辑冒险。F = A C + B C + A C + AB 2022-1-10编辑ppt21例9 F = B C + A B + A C D 。试用增加多余项 的方法消除逻辑冒险。 AB CD 11011111110111110010110100 F

11、= B C + A B + A C D + AC + ABD + BCD2022-1-10编辑ppt222.加滤波电容 （对输出波形边沿要求不高的情况下运用)123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&AAFCA A F 图 4.3.5 加电容消除冒险2022-1-10编辑ppt233.加取样脉冲 取样脉冲的宽度和产生的时间有一定的要求 取样脉冲的位置及极性选

12、取原则 a. 取样脉冲没到来时，输出为0 b. 取样脉冲到达期间，输出正确的逻辑信号值 组合电路稳态输出1，则输出高电平； 组合电路稳态输出0，则输出低电平； 2022-1-10编辑ppt2400111数值F其中，F和F* 分别表示组合电路加取样脉冲之前、之后的输出。取样脉冲F*2022-1-10编辑ppt25图 4.3.6 用取样法避免冒险123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbD

13、rawn By:&FABCD123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:111F = AB CD = AB0 CD0 = 02022-1-10编辑ppt26图 4.3.6 用取样法避免冒险（续）123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Ex

14、plorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&1123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:11&2022-1-10编辑ppt27图 4.3.6 用取样法避免冒险（续）123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Mar-2002 Sheet

15、 of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By:&1F = AB + CD = 0 = AB + CD + 12022-1-10编辑ppt28例10 已知 F = A B + A C ，用74138实现该函数，电路图如下所示。试分析电路是否存在逻辑冒险，若存在，加取样脉冲避免之。 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYang

16、HengXinMyDesign.ddbDrawn By: Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A012345677413822B&ABCF12022-1-10编辑ppt29解： F = A B + A C 的卡诺图如下所示： 11111010110100ABC由图可知，该电路存在逻辑冒险，即当BC = 11，A 变化时，会出现0型逻辑冒险。 取样脉冲加在74138的使能端上，如下图所示：2022-1-10编辑ppt30图 4.3.7 ( a ) 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:2-Mar-2002 Sheet of File:E:Design Explorer 99 SELibraryYangHengXinMyDesign.ddbDrawn By: Y Y Y Y Y Y Y YAAAEEE0112A01234