《数字电子技术基础》课件13学习情境4.5~4.6.pptx

1、学习情境4 组合逻辑电路设计与分析4.5 数据分配器和选择器数据分配器 多路数据分配器的功能与数据选择器正好相反，它有一个数据源输入端和多个数据输出端，在地址信号的控制下，将一个源来的数据分配到某一个对应的输出端去。要分配2n个通道，需要由n位地址码控制，地址码的不同取值组合控制数据通道的对应选通。如4路分配器需要由2位地址码控制，8路分配器需要由3位地址码控制。4.5.1数据分配器 在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路挑选出来的电路，叫做数据选择器，也称为多路选择器,其作用相当于多路开关。常见的数据选择器有四选一、八选一、十六选一电路。4.5.2数据选择器一、一、2 2选选1数据

2、选择器数据选择器（a）（b）（c）4.5.2数据选择器二、二、4 4选选1 1数据选择器数据选择器如4选1数据选择器功能表4.12所示，A、B为控制数据准确传送的地址输入信号，D_0D_3为供选择的电路并行输入信号，G为选通端或者使能端，低电平有效。当G为1时，选择器不工作，禁止数据输入；G为0时，选择器正常工作，允许数据通过。输入输出1000000110100111000111100114.5.2数据选择器DA0123D10ADDGY1&111114.6.1竞争冒险的概念竞争与冒险 在组合电路中，某一输入变量经不同途径传输后，到达电路中某一会合点的时间有先有后，这种现象称为竞争。由于竞争而使

3、电路输出发生瞬时错误的现象称为冒险。例如，图4-38(a)所示电路，其输出函数为F=AB+AC。当B=C=1时，应有F=A+A=1，即不管A如何变化，输出F恒为高。而实际上由于门电路有延迟，当A由高变低时，在输出波形上出现了一个负脉冲，如图所示。4.6.1竞争冒险的概念竞争：竞争：数字电路从一个稳定状态转换到另一个稳定状态时，门电路的两个输入信号出现同时向相反逻辑电平跳变的现象。延迟：延迟：由于逻辑门的传输延迟时间和电路的负载电容、传输线分布电容效应等因素的影响，使得传输到同一个门输入端的一组信号到达的时间有先后之分。冒险：冒险：是指在某一瞬间数字电路中出现非预期信号的现象，即出现违背真值表规

4、定的逻辑电平的情况。竞争的结果不一定产生冒险，只是有可能会产生冒险。当输入信号改变状态时，导致输出端的输出信号出现不应发生的状态抖动是，称之为竞争冒险。竞争是经常发生的，但不一定都会产生毛刺。如图4-38(b)中A由0变1时也有竞争，却未产生毛刺，所以竞争不一定造成危害。但一旦出现了毛刺，若下级负载对毛刺敏感，则毛刺将使负载电路发生误动作。4.6.1竞争冒险的概念4.6.1竞争冒险的概念具体的竞争冒险现象如图具体的竞争冒险现象如图：4.6.2竞争冒险的判别4.6.2竞争冒险的判别4.6.2竞争冒险的判别4.6.2竞争冒险的判别将计算机辅助分析的手段用于分析数字电路以后，可从原理上检查复杂数字电

5、路的竞争冒险现象提供有效的手段。通过在计算机上运行数字电路的模拟程序，能够迅速查出电路是否会存在竞争冒险现象。目前已有这类成熟的程序可供选用。此外，用实验来检查电路的输出端是否有因为竞争冒险而产生的尖峰脉冲，也是一种十分有效的判断方法。这时加到输入端的信号波形，应该包含输入变量的所有可能发生的状态变化。4.6.2竞争冒险的判别值得注意的是，即使是用计算机辅助手段检查过的电路，往往也还需要经过实验的方法检验，才能最后确定电路是否存在竞争冒险。因为在用计算机软件模拟数字电路时，只能采用标准化的典型参数，甚至有些参数取得的还是近似值，所以得到的模拟结果有时和实际电路的工作状态会有出入。因此可以认为，

6、只有实验检查的结果才是最终的结论。4.6.3消除竞争冒险的方法消除竞争冒险方法1：如图所示，接入滤波电容，这样就可以消除由于竞争冒险而产生的尖峰脉冲，但这种方法也会影响到正常信号波形的形状。接入的电容的数值通常在几十至几百皮法范围内。接入滤波电容消除竞争冒险4.6.3消除竞争冒险的方法消除竞争冒险方法：引入选通脉冲，这种方法需要准确设定脉冲，如图所示。引入选通脉冲消除竞争冒险4.6.3消除竞争冒险的方法消除竞争冒险方法：修改逻辑设计,增加冗余项，但在复杂逻辑情况下，难以完全消除竞争冒险。修改逻辑设计消除竞争冒险4.6.3消除竞争冒险的方法试判断图中的电路是否存在竞争冒险，已知任何瞬时输入变量只

7、可能有一个改变状态。若存在竞争冒险，应如何修改电路。解：输出端的逻辑式为CAABY当BC1时，AAY故此电路存在竞争冒险现象。若将上述逻辑式改为BCCAABY则当BC1时，无论A 如何变化，Y1，A的状态不会再引起竞争冒险现象。以上三种方法各有特点。增加冗余项适用范围有限；加滤波电容是实验调试阶段常采取的应急措施；加选通脉冲则是行之有效的方法。目前许多MSI器件都备有使能(选通控制)端，为加选通信号消除毛刺提供了方便。4.6.3消除竞争冒险的方法4.6.3消除竞争冒险的方法则消除由A带来的竞争冒险的如图所示注:为了使电路所用器件最少，将逻辑函数化简，而为了消除竞争冒险又要增加冗余项，这是一对矛盾。首先不考虑竞争冒险，将逻辑函数化简，然后检查有否竞争冒险现象，再用增加冗余项来消除它。主讲教师 夏林中移动通信技术专业教学资源库深圳信息职业技术学院信息与通信学院