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》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》第五版一、数据选择器1、工作原理《数字电子技术基础》第五版)]()()()([''''01301201101011AADAADAADAADSYA1A0Y11XX0000D10001D11010D12011D13•例：“双四选一”，74HC153•分析其中的一个“四选一”'1S《数字电子技术基础》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70126012501240123012201210120012DAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAY)()()()()()()()(''''''''''''位地址输入端作为第利用3'S《数字电子技术基础》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)()()()(''''0130120110101AADAADAADAADY《数字电子技术基础》第五版例如：)()()()('''''''''''AGAGRGARGARRAGRAGGRAAGRGARZ1)]()()()([''''01301201101011AADAADAADAADSY《数字电子技术基础》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：A2＝AA1＝BA0＝CD0=D3=D5=D7＝1D1=D2=D4=D6＝0Y=D0(A2‘A1’A0‘)+D1(A2‘A1‘A0)+D2(A2‘A1A0‘)+D3(A2‘A1A0)+D4(A2A1‘A0‘)+D5(A2A1‘A0)+D6(A2A1A0‘)+D7(A2A1A0)Z=A‘B‘C‘＋AC＋A‘BC=1·(A‘B‘C‘)+0·(A‘B‘C)+0·(A‘BC‘)+1·(A‘BC)+0·(AB‘C‘)+1·(AB‘C)+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=A‘B’C‘＋AC＋A’BC《数字电子技术基础》第五版电路图《数字电子技术基础》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ABSCO0000011010101101ABCOBAS《数字电子技术基础》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ABCISCO0000000110010100110110010101011100111111'''''''''''''')()(CIACIBBACOABCICIABCIBACIBAS《数字电子技术基础》第五版全加器：74LS183《数字电子技术基础》第五版2、多位加法器1）串行进位加法器优点：简单缺点：慢iiiiiiiiiiiiCIBABACOCIBASCOCI))(()()()()(1《数字电子技术基础》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。74LS283《数字电子技术基础》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DCBAY3Y2Y1Y00000001100010100001001010011011001000111010110000110100101111010100010111001110000110123DCBAYYYY《数字电子技术基础》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')(')('')(')(),,(,),(,),(BAYBABABAYBABABAABYABBABABABABA10110101或同为则则《数字电子技术基础》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)'()'(Y)()()()()()(BABABABABABAYYYYY《数字电子技术基础》第五版2）集成电路74LS85实现4位二进制数的比较为附加端，用于扩展和)()()(,BABABAIII《数字电子技术基础》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》第五版补充：集成电路CC14585实现4位二进制数的比较为附加端，用于扩展和)()()(,BABABAIII输出允许信号来自低位的比较结果来自低位的比较结果BAIIIBABABA,,,)()()(《数字电子技术基础》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》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》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》第五版3)、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AYAAYCBCAABY11''BCCAABY'