实验六 组合逻辑电路中的竞争冒险现象

1、实验四 组合逻辑电路中的竞争冒险现象解析一 实验目的 1学会分析组合逻辑电路中有无竞争冒险现象。 2掌握采用修改逻辑电路设计的方法消除冒险现象。二 实验仪器（1）双踪示波器（2）双路直流稳压电源（3）探测器三 实验原理四 实验步骤 1打开Multisim10电子线路仿真界面，在TTL集成电路器件库中，按电路原理图取出元器件；在仪器库中取出示波器以及方波信号源、探针等。按实验电路图41连接好。2打开工作开关。展开示波器操作界面，观察到有关波形后，调整扫描时间、灵敏度等，使示波器A、B通道展示波形适当，并画出有关波形。打开工作开关后可见探针 闪亮 。打开示波器调整扫描时间和灵敏度等观察到波形如图A

2、：调整示波器的时间尺度，得出图B：3根据波形，分析出现的问题及其原因。电路原理图函数表达式F= 。图A、B的实验电路为B、C接高电平5V，即B=C=1，此时F= ，输出为0,，然而由图A可知电路存在“1”态冒险，即电路存在竞争冒险。图B为将图A放大后的图像，可知输出端滞后于输入端。4采用增加冗余项的方法消除上述电路中竞争冒险现象。画出修改后电路，并进行验证。增加冗余项修改后的电路图（a）：修改后输入输出波形图（b）： 原来表达式F= 增加冗余项后得F= =F= *，则电路图如上图（a），其输入输出图像如图（b），由图（b）可知，增加冗余项后，输出图像为一直线，即增加冗余项的方法已消除竞争冒险现

3、象。5用示波器观察电路修改后工作时的输出波形，将电路修改前后波形比较分析。消除互补相乘项修改后的电路图（c）：修改后输入输出波形图（d）：6、用示波器观察电路修改后工作时的输出波形，将电路修改前后波形比较分析。分析：由于原来的函数表达式F= =消除互补相乘项后得到F=，此时无论A这怎么修改，输出结果总为1,。画出电路图（c），得到输入输出图像（d），输出图像为一直线可知竞争冒险已消除。5、 分析思考1组合逻辑电路中产生竞争与冒险现象的原因是什么?产生竞争冒险的原因：各个信号延迟时间的差异；信号变化的互补性，如本实验中F= =中的即为互补项；信号的传输途径不同以及元器件的选择。2如何判别组合逻辑

4、电路中存在竞争冒险现象?又如何消除? 判断方法：逻辑代数法，卡诺图法，直接观察输出波形是否出现毛刺。 消除方法：增加冗余项，消去互补相乘项，输出端并联电容器滤波。3 分析以下电路是否存在竞争冒险，如果存在，采用2种方法消除，画出具体的修改后电路图，并采用Multisim仿真波形。将A接Vcc+5V，B 接方波信号源，仿真得出其输出波形如图C，由图像可知存在毛刺，且为“0”态冒险，即存在竞争冒险。图C原图表达式F= =消除竞争冒险：方法一：消除互补相乘项 F = = = = 画出修改后的电路图D：图D输入输出波形如图E：输出波形为一直线，说明竞争冒险已消除。图E方法二：接入D触发器：D触发器是受时钟脉冲控制的，如果竞争冒险信号恰好避开了时钟脉冲的作用时刻，则不会对组合逻辑电路造成危害，所以接入D触发器可以消除竞争冒险。接入D