数字电路lecture08教材

1、LOGO数字电路数字电路W4L2600+1373-600-8729 喻平喻平NITW4L1主要内容内容回顾内容回顾1竞争与冒险竞争与冒险2编码器编码器3译码器译码器4NIT内容回顾组合逻辑电路与时序逻辑电路组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的设计方法NITW4L1主要内容内容回顾内容回顾1竞争与冒险竞争与冒险2编码器编码器3译码器译码器4NIT组合电路的竞争和冒险 输入信号有变化，或者某个变量通过两条以上路径到达输出端。由于路径不同，到达的时间就有先有后，这一现象叫做竞争。 tPHL 输出 50% 90% 50% 10% tPLH tf tr 输入 50% 50% 10% 90% 输出信号延迟

2、现象NIT组合电路的竞争和冒险NIT组合电路的竞争和冒险当一个逻辑门的两输入端的信号同时向相反方向变化，而变化的时间有差异的现象，称为竞争。由竞争而可能产生输出干扰脉冲的现象称为冒险。NIT冒险的判断与消除 在n变量的逻辑表达式中，给n-1个变量以特定取值（0,1),表达式仅保留某个具有竞争能力的变量X,使逻辑表达式变成则实现该表达式的逻辑电路存在冒险。XXX X偏1冒险，即0冒险。偏0冒险，即1冒险。XXX X或NIT冒险的判断与消除:代数法&1ABCFCAABCAABF令B=C=1AA产生偏1冒险，即0冒险。消除方法：FABACABACBCAAF输出F1,不可能出现0冒险。从本例看出：最简

3、和最佳是一对矛盾两个方面。&1ABCF&NIT冒险的判断与消除:代数法1111ABCFCABACABAF令B=C=0AAF会产生1冒险CABAFCBCABACBCABA令B=C=0AAF输出F0,不可能出现1冒险。1111ABCF1消除方法：NIT冒险的判断与消除:卡诺图法ABC000111100100001111ABC0001111001 在卡诺图中，函数的每一个与项（或项）对应一个合并圈，若两个合并圈相切，相切之处会出现冒险。CAABFCABAF相切处：B=C=1相切处：B=C=0CAABF令B=C=1AA产生0冒险消除冒险的方法：在相切处增加一个合并圈BC。CABAF令B=C=0AA产生

4、1冒险消除冒险的方法：在相切处增加一个合并圈B+C。NIT冒险的判断与消除:输出端并联电容 RC RC积分电路，是一阶低通滤波积分电路，是一阶低通滤波器，能滤除信号中高频分量，毛刺器，能滤除信号中高频分量，毛刺就是一个高频分量，加滤波电路能就是一个高频分量，加滤波电路能有效消除毛刺。但电容的引入会使有效消除毛刺。但电容的引入会使集成电路的工作速度降低。集成电路的工作速度降低。RCVi iVo oVi iVo oNIT练习判断下列逻辑函数是否可能产生竞争冒险，如果可能应如何消除？( , ,)(5,7,8,9,10,11,13,15)L A B C DmNIT练习判断下图所示电路在什么条件下产生竞

5、争冒险，怎样修改电路能消除竞争冒险。NITW4L1主要内容内容回顾内容回顾1竞争与冒险竞争与冒险2编码器编码器3NIT编码器 什么是编码？ 用文字、数字或符号代表特定对象的过程叫编码。例如：运动员的编号 XXXX代表某一个运动员。一位十进制数有09共10个编码。二位十进制数有0099,共100个编码。三位十进制数有000999,共1000个编码。 在数字系统中：用n位二进制数进行编码，共有2n个编码信息。什么是编码器？能够完成编码功能的电路叫编码器。编码器的逻辑符号：X: 表示编码。Y：表示代码转换。X/YNIT编码器能将每一个编码输入信号变换为不同的二进制的代码输出。 如8线-3线编码器：将

6、8个输入的信号分别编成 8个3位二进制数码输出。如BCD编码器：将10个编码输入信号分别编成10个4位二进制码输出。编码器的逻辑功能：编码器的逻辑功能：NIT编码器编码器的分类：普通编码器和优先编码器。编码器的分类：普通编码器和优先编码器。普通编码器：任何时候只允许输入一个有效编码信号，否则输出就会发生混乱。优先编码器：允许同时输入两个以上的有效编码信号。当同时输入几个有效编码信号时，优先编码器能按预先设定的优先级别，只对其中优先权最高的一个进行编码。NIT普通编码器1000010000100001Y0Y1I3I2I1I0 （2）逻辑功能表编码器的输入为高电平有效。 Y1 Y0 I0 I1 I

7、2 I3 （a）逻辑框图4输入二进制码输出11011000321032100321032101IIIIIIIIYIIIIIIIIY NIT普通编码器321032100321032101IIIIIIIIYIIIIIIIIY I0 I1 I2 I3 1 1 1 1 & & & 1 Y0 Y1 & 1 NIT普通编码器当所有的输入都为1时，Y1Y0 = ？Y1Y0 = 00无法输出有效编码。结论：普通编码器不能同时输入两个已上的有效编码信号 I0 I1 I2 I3 1 1 1 1 & & & 1 Y0 Y1 & 1 I2 = I3 = 1 , I1= I0= 0时，Y1Y0 = ？Y1Y0 = 00

8、NIT优先编码器优先编码器的提出： 实际应用中，经常有两个或更多输入编码信号同时有效。 必须根据轻重缓急，规定好这些外设允许操作的先后次 序，即优先级别。 识别多个编码请求信号的优先级别，并进行相应编码的逻辑部件称为优先编码器。NIT优先编码器 二十进制编码器，同一时刻只允许一个输入端有信号。不允许许多信号同时出现在输入端。输入互相排斥。 优先编码器，是输入端同时有信号到来，编码器自动按优先权排队，先对优先权级别最高的输入信号进行编码。然后按优先权顺序分别对其它输入信号进行编码。例如：有一个网络家电产品，可以按优先权自动处理输入同时出现的险情。优先编码器电路火灾小偷煤气泄漏电视空调处理电路11

9、9110传呼业主其它其它NIT优先编码器（1）列出功能表输输 入入输输 出出I0I1I2I3Y1Y0100000100011010111高低输入编码信号高电平有效，输出为二进制代码输入编码信号优先级从高到低为I0I3输入为编码信号I3 I0 输出为Y1 Y0NIT优先编码器3210IIIY321IIY1111111111111111111111Y0 卡诺图Y1 卡诺图（2）写出逻辑表达式（3）画出逻辑电路NIT键盘输入8421BCD码优先权编码器 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 S0 S1 S2 S4 S5 S6 S7 S8 S9 VCC 1k10 & & & & 1 & GS D C

10、 B A S3 代码输出 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 S0 S1 S2 S4 S5 S6 S7 S8 S9 VCC 1k10 & & & & 1 & GS D C B A S3 使能标志 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 S0 S1 S2 S4 S5 S6 S7 S8 S9 VCC 1k10 & & & & 1 & GS D C B A S3 编码输入 NIT键盘输入8421BCD码优先权编码器 输输 入入输输 出出S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9ABCDGS 111111111100000 111111111010011 111111110110001 111111

11、101101111 111111011101101 111110111101011 111101111101001 111011111100111 110111111100101 101111111100011 011111111100001 NIT集成电路优先编码器8线3线优先权编码器CD4532的示意框图、引脚图 CD4532 I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EI EO GS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 I4 I5 I6 I7 EI Y2 Y1 GND VCC EO GS I3 I2 I1 I0 Y0 NI

12、TCD4532逻辑图 I2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 & & 1 & 1 & & 1 & 1 GS 1 E1 1 & I1 I7 I6 I5 I4 I3 I0 EI Y2 Y1 Y0 NITCD4532功能表输输 入入输输 出出EII7I6I5I4I3I2I1I0Y2Y1Y0GSEOLLLLLLHLLLLLLLLLLLLHHHHHHHLHLHHHLHLHLLHHLHHLHLLLHHLLHLHLLLLHLHHHLHLLLLLHLHLHLHLLLLLLHLLHHLHLLLLLLLHLLLHLEI=1,编码器工作；GS=1编码器输出有效；EO=1,有效0输出NIT两片CD4532构成16线-4线优先编码器。 CD4532(II) I0 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 Y0 Y1 Y2 EO EI GS CD45