数电第11讲 第四章(4)

1、数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版第四章组合逻辑电路数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版4.3.4 加法器一、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ABSCO0000011010101101ABCOBAS=数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版ACIBCIABCOABCICIABCIBACIBAS+=+= 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 S CO00 0 0 000 1 1 001 0 1 001 1 0 110 0 1 010 1 0 111 0 0 111 1 1 1AB CI010 0 1 01 10 100001111AB CI010 0 1 01 10 100001111)()(CIACIBBAABCICIABCIBACIBAS+=数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版74LS183 74HC183)()(CIACIBBACOABCICIABCIBACIBAS+=+=数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版1位减法运算真值表 A：被减数 B：减数 CI：收到的借

2、位（低位已向本位借的） CO：送出的借位（本位需向高位借的） X：差A B CI CO X0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 01 11 11 00 10 00 01 1数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版二、多位加法器1.串行进位加法器优点：简单缺点：慢iiiiiiiiiiiiCIBABACOCIBASCOCI)()()()()(+=1ACIBCIABCOABCICIABCIBACIBAS+=+=CIBAABCOCIBAS)( +=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。iiiiiiiiiiiiCIBABACOCIBASCOCI)()()()()(+=1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74LS283数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版M)()()()()()()()()()()()(:)()()()()()()()(:)()()()(:00000111122222

3、20000011112222222222000001111120000011110111110000011011101000000000002100CIBABABABABACIBASCIBABABABABABACIBABACOCIBABABABACOCIiCIBABABABACOBABACOCIBABABACOBASCOCIiCIBABACOCIBASCIi+=+=+=+=+=+=+=+=iiiiiiiiiiiiCIBABACOCIBASCOCI)()()()()(+=1数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版74LS2831111111)()( BABABAX =+=1000000000001)()()()()()(CICOCIBABABACIBAY=+=+=111111)(CIBAYXS =43YCOCOYXSiii=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DCBAY3 Y2 Y1 Y00000001100010100

4、001001010011011001000111010110000110100101111010100010111001110000110123+= DCBAYYYY数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版思考：已知X是3位二进制数（其值小于等于5），试实现Y=3X 并用7段数码管进行显示?Y=3X？D2D1D0数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版4.3.5 数值比较器用来比较两个二进制数的数值大小一、1位数值比较器A,B比较有三种可能结果)()()()(),10,(,1)1,0(,1)0,1(BAYBABABAYBABABAABYABBABABABABA=或同为则则数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版二、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：00112233112233223333)(00112233)(00112233112233223333)(01230123)()()()()()()()()()()()()()()()(ABBABABAABBABAABBAABYBABABABAYBABABABABABABABABABAYBBB

5、BAAAABABABA+=+=+=+=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4.4 组合逻辑电路中的竞争-冒险现象4.4.1 竞争-冒险现象及成因一、什么是“竞争”两个输入“同时向相反的逻辑电平变化”，称存在“竞争”二、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三、2线4线译码器中的竞争-冒险现象可能产生尖峰脉冲。输出端和所以或可能出现在动态过程中时，从当0311000110YYAB 数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版4.4.2 检查竞争-冒险现象的方法这里只讨论单一变量变化时存在竞争冒险现象的情况同一输入变量经不同途径到达输出门时，如果形成AAY =或者AAY +=则可判定存在竞争冒险现象。数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版(1) 直接观察法：CAABY+=当B1，C=1时AAY +=所以说当B1，C=1时，A单独变化，电路存在竞争冒险现象。例：数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版（2）真值表法例： CABCBB

6、CAY +=针对A单独变化，制作以B、C为输入变量的真值表B C Y0 0 A0 1 11 0 A1 1 0所以A单独变化时不存在竞争冒险现象。数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版（2）真值表法例： CABCBBCAY +=针对B单独变化，制作以A、C为输入变量的真值表A C Y0 0 B0 1 B1 0 B1 1 B所以B单独变化时不存在竞争冒险现象。数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版（2）真值表法例： CABCBBCAY +=针对C单独变化，制作以A、B为输入变量的真值表A B Y0 0 C0 1 C1 0 C+C1 1 0所以当A1，B0时，C单独变化时存在竞争冒险现象。数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版（3）卡诺图法例： CDDCABDAY +=ABCD0001111000 01 11 10111 1111每一项自成一个圈，圈圈相切则存在竞争冒险现象。当A=0,B=1,C=1，D单独变化时，存在竞争冒险现象。数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版4.4.3 消除竞争-冒险现象的方法一、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。二、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三、修改逻辑设计例：冒险改变状态时存在竞争当稳态下的条件下，在=+=+=AYAAYCBCAABY11BCCAABY +=数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版ABCD0001111000 01 11 10111 1111 CDDCABDAY +=当A=0,B=1,C=1，D单独变化时，存在竞争冒险现象。BCACDDCABDAY +=修改为：数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版小结：加法器数值比较器组合逻辑电路的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作业：P212 题4.14P214 题4.26数字电子技术基础数字电子技术基础第五版第五版课堂练习：下图中,电路(a)是CMOS 门电路，电路(b)是TTL门电路。写出输出的逻辑函数式。

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