Y = AB + C
&
A 1 B 1
ABC
≥1
ABC
& &
X
C 1 &
ABC
≥1
Y
17
第三章 组合电路的分析和设计
§3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险 4.3 (自 学) 3.3.1 产生竞争冒险的原因
信号经过逻辑门电路时都会产生一定的延迟时间。 信号经过逻辑门电路时都会产生一定的延迟时间。 竞争：在组合电路中，信号由不同的路径在不同时刻 竞争：在组合电路中， 达到某一会合点的时间有先有后的现象; 达到某一会合点的时间有先有后的现象; 的现象 冒险：由于竞争而引起电路输出发生瞬间错误现象。 冒险：由于竞争而引起电路输出发生瞬间错误现象。 表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲， 表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲， 常称其为毛刺 毛刺。 常称其为毛刺。 换言之， 换言之，竞争冒险就是因信号传输延迟时间不 而引起输出逻辑错误的现象。 同，而引起输出逻辑错误的现象。
3. 画出卡诺图，并用卡 画出卡诺图， 诺图化简： 诺图化简： BC BC A 00 01 11 10 0 0 0 1 0 1
0
1
AC
1
1
AB
F = AB + BC + CA
11
第三章 组合电路的分析和设计
4. 根据逻辑表达式画出逻辑图。 根据逻辑表达式画出逻辑图。 (1) 若用与或门实现 A B C
发电机 X（P） （ ） （ ） 发电机 Y（3P）
供电
逻 辑 电 路
A（P） （ ） B （P） ） C （2P） ）
14
第三章 组合电路的分析和设计
逻辑抽象。 解 1) 逻辑抽象。 输入信号A、B、C代表设备工作状态， 输入信号 、 、 代表设备工作状态， 代表设备工作状态 1运转，0停机； 运转， 停机 停机； 运转 输出信号X、 作为发电机控制信号 作为发电机控制信号， 开启 开启， 输出信号 、Y作为发电机控制信号，1开启， 0停止。 停止。 停止 列出真值表; 2) 列出真值表; 画出卡诺图,求输出L 3) 画出卡诺图,求输出L； 画出逻辑电路。 4) 画出逻辑电路。
第三章 组合电路的分析和设计
组合逻辑电路的分析和设计(SSI) 第三章 组合逻辑电路的分析和设计
组合逻辑电路的分析(掌握 掌握) §3.1 组合逻辑电路的分析 掌握 组合逻辑电路的设计(掌握 掌握) §3.2 组合逻辑电路的设计(掌握) 组合逻辑电路中的竞争冒险(了解) §3.3 组合逻辑电路中的竞争冒险(了解)
15
第三章 组合电路的分析和设计
2)列出真值表 2)列出真值表 画出卡诺图,求输出L 3) 画出卡诺图,求输出L；
X BC A 00 01 11 10 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 Y BC A 00 01 11 10 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1
X = ABC + ABC + ABC
1
第三章 组合电路的分析和设计
**概述 概述
组合 逻辑电路 功能： 功能：输出只取决于 当前的输入。 当前的输入。 组成：门电路， 组成：门电路，不存在反馈 环路、记忆元件。 环路、记忆元件。 功能： 功能：输出取决于当前的输 入和原来的状态。 入和原来的状态。 组成：组合电路、 组成：组合电路、记忆 元件。 元件。 2
3
B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 0 0 0 1 0 1 1 1
7
最简与或 表达式
3
A 0 0 0
真值表
4
0 1 1
4
3人表决用的 组合电路： 组合电路： 只要有2票或 只要有 票或 3票同意，表 票同意， 票同意 决就通过。 决就通过。
电路的逻 辑功能
1 1
23
第三章 组合电路的分析和设计
作业(五版 ： 作业 五版)： 4.1.2 五版
4.1.6
4.2.1
24
5
第三章 组合电路的分析和设计
出 逐 级 写 出
逻辑图 从
输 入 到 输
1
例1
A
&
Y1
Y2
&
B
&
Y
C&Y3源自逻辑表 达式2Y1 = AB
Y2 = BC
1
Y = Y1Y2Y3 = AB BC AC
2
最简与或 表达式
Y3 = CA
反演律
Y = AB+ BC+ CA
6
第三章 组合电路的分析和设计
Y = AB+ BC+ CA
分析步骤
已 知 组 合 电 路 写 输 出 函 数 式 公式法 简 化 函 数 式 真 值 表 描 述 电 路 功 能
4
图形法
第三章 组合电路的分析和设计
任务：确定已知电路的逻辑功能。 任务：确定已知电路的逻辑功能。
分析步骤： 分析步骤： （1）根据逻辑图，写出逻辑函数表达式 （由电路的 ）根据逻辑图， 输入端开始，根据电路中各逻辑门的输出和输入 输入端开始， 之间的逻辑关系，逐级写出输出和输入间关系） 之间的逻辑关系，逐级写出输出和输入间关系） 可省略) （2）对逻辑函数表达式化简 可省略 ）对逻辑函数表达式化简(可省略 可省略) （3）根据表达式列出真值表 可省略 ）根据表达式列出真值表(可省略 （4）由真值表和逻辑表达式确定逻辑电路的功能 ）
F = AB + BC + CA
& & ≥1
F
&
12
第三章 组合电路的分析和设计
(2) 若用与非门实现 F = AB + BC + CA
= AB + BC + CA
A B C
&
Multisim
= AB ⋅ BC ⋅ CA
&
&
&
F
13
第三章 组合电路的分析和设计
某工厂有A 三台设备，其中A 的功率相等， 例3 某工厂有A、B、C三台设备，其中A和B的功率相等， 的功率是A的两倍。这些设备由X (习题 C的功率是A的两倍。这些设备由X和Y两台发电机 4.2.9) 供电，发电机X的最大输出功率等于A的功率，发 供电，发电机X的最大输出功率等于A的功率， 电机Y的最大输出功率是X的三倍。 电机Y的最大输出功率是X的三倍。要求设计一个 逻辑电路，能够根据各台设备的运转和停止状态， 逻辑电路，能够根据各台设备的运转和停止状态， 以最节约能源的方式启、停发电机。 以最节约能源的方式启、停发电机。
注；一般将事件产生的原因定为输入变量 ，将事件的结果 作为输出变量； 作为输出变量；
9
第三章 组合电路的分析和设计
）。每人一个按键 例2：设计三人表决电路（A、B、C）。每人一个按键， ：设计三人表决电路（ 、 、 ）。每人一个按键， 如果同意则按下，不同意则不按。 如果同意则按下，不同意则不按。结果用指示灯表 多数同意时指示灯亮，否则不亮。 示，多数同意时指示灯亮，否则不亮。 1. 首先确定输入输出 真值表 三个按键为输入 A、B、C 表决结果为输出 F 指明逻辑符号取“ 、 指明逻辑符号取“0”、“1” 的含义。 的含义。 三个按键A 按下时为“1”， 三个按键A、B、C按下时为“1”， 不按时为“0”。输出是F 不按时为“0”。输出是F，多数 赞成时是“1”，否则是“0”。 赞成时是“1”，否则是“0”。 2. 根据题意列出真值表。 根据题意列出真值表。
增加乘积项， AB=1时 增加乘积项，确保 AB=1时，L=1 从而消去了竞争冒险。 L = AC + BC + AB 从而消去了竞争冒险。
21
第三章 组合电路的分析和设计
3. 输出端并联电容器
Ro C L
利用电容的充放 电作用， 电作用，达到平 波的目的
Y1 A 1 (a) A A Y2 ≥1 Y2
Y = AB + C
输 入 A B C 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
输出 X Y 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1
16
第三章 组合电路的分析和设计
画出逻辑图。 4) 画出逻辑图。
X = ABC + ABC + ABC
按此式组成电路， 按此式组成电路，在B = C = 0时 时
F = AA
将AA消掉 AA消掉
F = AC + A + BC B
20
按此式组成电路不会出现竞争冒险。 按此式组成电路不会出现竞争冒险。
第三章 组合电路的分析和设计
2. 增加乘积项
L = AC + BC
AB =1 ， = C + C可 出 错 时 L 能 现 误
(b)
干扰信号
A的跳变沿滞后于A的跳变沿
19
第三章 组合电路的分析和设计
3.3.2 消去竞争冒险的方法 竞争冒险的判断: 竞争冒险的判断 只要输出逻辑函数在一定条件下能
变换成 F=AA 或 F=A+A，就有可能。 ，就有可能。
1. 发现并消掉互补乘积项
例如
F = ( A+ B)( A + C)
可能出现竞争冒险。 可能出现竞争冒险。
逻 辑 电 路
时序 逻辑电路
例：P1
第三章 组合电路的分析和设计
组合电路的研究内容： 组合电路的研究内容：
给定 分析： 分析： 逻辑图 给定 设计： 设计： 逻辑功能 分析 得到 逻辑功能 画出 逻辑图
设计
3
第三章 组合电路的分析和设计
§ 3.1组合逻辑电路的分析 4.1 组合逻辑电路的分析 任务： ♦ 任务：分析已知逻辑电路功能