电子技术基础项目化教程课件 项目七 组合逻辑电路的设计 7.2.4 组合逻辑电路中的竞争冒险

7.2相关知识7.2.4组合逻辑电路中的竞争冒险下页上页首页7.2.4组合逻辑电路中的竞争冒险

1.产生竞争冒险的原因在图7-10（a）所示组合电路中，当忽略门电路D1的延迟时间对电路产生的影响时，由于加在D2的输入信号为互补信号，所以，Y始终为“0”电平。但任何一个门电路对信号传输都有一定的延迟时间，信号从输入到输出的过程中，由于不同途径上的门的级数不同，或者每个门平均传输时间的差异，可能会产生逻辑错误。下页上页首页例如图中由于D1的延迟，A和两个信号到达D2输入端的时间不同，的下降治安滞后A的上升治有一定时间，在很短的时间内，D2输出为高电平（干挠脉冲）如图7-10（b）图所示。按照逻辑要求这个干挠脉冲是不应该出现的。由于干挠脉冲，很可能使负载电路发生错误动作，这种现象被称为竞争冒险。到达D2的两个输入信号有先有后的现象称为竞争，由此产生的干挠脉冲的现象被称为冒险。下页上页首页2.竞争与冒险的识别（1）代数法当函数表达式在一定条件下可以简化成

或

的形式时，X的变化可能引起冒险现象。

例7-6试判断如图7-11所示电路是否存在竞争冒险。已知输入变量每次只有一个改变状态。图7-11下页上页首页解：在图7-11(a)电路中，当B=C=1时，输出逻辑函数式为:

所以图7-11(a)电路中存在竞争冒险。在图7-11(b)电路中，当A=C=0时，输出逻辑函数式为:所以图7-11(b)电路中存在竞争冒险。下页上页首页（2）用卡诺图法判断如果两卡诺圈相切，而相切处又未被其它卡诺圈包围，则可能发生冒险现象。如图7-11所示电路，其卡诺图示于图7-12(a)，该图上两卡诺圈相切，当输入变量ABC由111变为110时，Y从一个卡诺圈进入另一个卡诺圈，若把圈外函数值视为0，则函数值可能按1-0-1变化，从而出现毛刺。

图7-12卡诺图法判断下页上页首页（3）实验法两个以上的输入变量同时变化引起的功能冒险难以用上述方法判断。因而发现冒险现象最有效的方法是实验。利用示波器仔细观察在输入信号各种变化情况下的输出信号，发现毛刺则分析原因并加以消除，这是经常采用的办法。

下页上页首页3.消除竞争冒险的方法（1）增加冗余项法例如给定逻辑函数是:画出逻辑图如图7-13所示，当B=C=1时，若A从1变为0（或从0变为1），则在D4的输入端发生竞争现象。图7-13消除增加冗余项竞争冒险下页上页首页如果对函数式进行修改，在式中增加一个乘积项BC（冗余项），即

，其逻辑功能仍不变，但电路中多了一个D5门，如图7-13所示。当A改变状态时，由于D5门输出的低电平封锁了D4门，故不产生竞争冒险。下页上页首页（2）引入封锁脉冲为了消除因竞争产生的干扰脉冲，可以引入一个负脉冲，在输入信号发生竞争的时间内，把可能产生干扰脉冲的门锁住，如图7-14（a）中P1负脉冲。P1宽度应大于电路状态的过渡时间△t，如图7-14（b）所示。

图7-14消除竞争冒险的方法（3）输出端接入滤波电容电容对干扰脉冲起到平波作用，使输出端不出现逻辑错误，如图7-14（a）中Cf，电容对于很窄的干扰脉冲起