清华数电课件第30讲 数据选择器、加法器、数值比较器、竞争-冒险现象

数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版第三十讲 数据选择器、加法器、数值比较器、竞争-冒险现象数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版一、一、 数据选择器数据选择器1 1、工作原理、工作原理数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版A1A0Y1 1XX0 000D10001D11010D12011D13 例：“双四选一”，74HC153 分析其中的一个“四选一”数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 例：用两个“四选一”接成“八选一” “四选一”只有2位地址输入，从四个输入中选中一个 “八选一”的八个数据需要3位地址代码指定其中任何一个数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版2、用数据选择器设计组合电路 1. 基本原理具有n位地址输入的数据选择器，可产生任何形式的输入 变量不大于n+1的组合函数数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版例如：数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版对照两式得知数据 选择器的输入为：解：Y的逻辑函数为：将逻辑函数Z化为：A2AA1BA0CD0=D3=D5=D71D1=D2=D4=D60Y=D0(A2A1A0)+D1(A2A1A0)+D2(A2A1A0)+D3(A2A1A0)+ D4(A2A1A0)+D5(A2A1A0) +D6(A2A1A0) +D7(A2A1A0)Z=ABCACABC=1·(ABC)+0·(ABC)+ 0·(ABC)+ 1·(ABC)+0·(ABC)+ 1·(ABC) + 0·(ABC) + 1·(ABC)例：试用8选1数据选择器产生三变量逻辑函数Z=ABCACABC数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版电路图数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 二、 加法器1、1位加法器 1）. 半加器，不考虑来自低位的进位，将两个1位的二进制 数相加输 入输 出 A BS C O 0 00 0 0 11 0 1 01 0 1 10 1数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版2）. 全加器：将两个1位二进制数及来自低位的进位相加输 入输 出 A B CI SC O 0 0 000 0 0 110 0 1 010 0 1 101 1 0 010 1 0 101 1 1 001 1 1 111数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版全加器：全加器：74LS18374LS183数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 2、多位加法器1）串行进位加法器优点：简单 缺点：慢数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 2）超前进位加法器基本原理：加到第i位的进位输入信号是两 个加数第i位以前各位 （0 j-1）的函数， 可在相加前由A,B两数确定。优点：快，每1位的和及最后的进位基本同时产生。缺点：电路复杂。74LS28374LS283数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 三、用加法器设计组合电路 基本原理：若能生成函数可变换成输入变量与输入变量相加若能生成函数可变换成输入变量与常量相加例：将BCD的8421码转换为余3码输 入输 出 DCBAY3Y2Y1Y000000011000101000010010100110110010001110101100001101001011110101000101110011100数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版四、 数值比较器 用来比较两个二进制数的数值大小 1、1位数值比较器 A,B比较有三种可能结果数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 2、多位数值比较器 1）原理：从高位比起，只有高位相等，才比较下一位 。 例如：比较B3B2B1B0与A3A2A1A0数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 2）集成电路74LS85 实现4位二进制数的比较数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版3）比较两个8位二进制数的大小数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 补充： 集成电路CC14585 实现4位二进制数的比较数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版3. 比较两个8位二进制数的大小数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 五、组合逻辑电路中的竞争-冒险现象1 、竞争-冒险现象及成因 两个输入“同时向相反的逻辑电平变化”，称存在“竞争”因“竞争”而可能在输出产生尖峰脉冲的现象，称为“竞争-冒险”。数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版 2、 消除竞争-冒险现象的方法 1）、接入滤波电容 尖峰脉冲很窄，用很小的电容就可将尖峰削弱到 VTH 以下。 2)、引入选通脉冲 取选通脉冲作用时间，在电路达到稳定之后，P的高电平期的 输出信号不会出现尖峰。数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版3)、修改逻辑设计例：