組合電路中的競爭冒險實(shí)驗(yàn)報告

1、實(shí)驗(yàn)題目：組合電路中的競爭和冒險姓名： 班級：學(xué)號：實(shí)驗(yàn)時間：一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、觀察組合電路中的競爭與冒險現(xiàn)象，了解競爭冒險的實(shí)驗(yàn)原理2、了解消除競爭與冒險的方法二. 實(shí)驗(yàn)儀器及器件：1、實(shí)驗(yàn)箱、萬用表、示波器2、74LS00, 74LS20三. 實(shí)驗(yàn)原理：1競爭冒險的原理(1) 競爭：在組合邏輯電路中，某個輸入變量通過兩條或兩條以上的途徑傳到輸出端，由 于每條途徑延遲時間不同，到達(dá)輸出門的時間就有先有后，這種現(xiàn)象稱為競爭。(2) 冒險：信號在器件內(nèi)部通過連線和邏輯單元時，都有一定的延時。延時的大小與連線 的長短和邏輯單元的數(shù)目有關(guān)，同時還受器件的制造工藝、工作電壓、溫度等條件的影響。信號的

2、高低電平轉(zhuǎn)換也需要一定的過渡時間。由于存在這兩方面因素， 多路信號的電平值發(fā)生變化時，在信號變化的瞬間， 組合邏輯的輸出有先后順序，并不是同時變化，往往會出現(xiàn)一些不正確的尖峰信號， 這些尖峰信號稱為”毛刺”。如果一個組合邏輯電路中有 ”毛刺出現(xiàn), 就說明該電路存在冒險。(3) 競爭冒險產(chǎn)生原因：由于延遲時間的存在，當(dāng)一個輸入信號經(jīng)過多條路徑傳送后又重新會合到某個門上，由于不同路徑上門的級數(shù)不同，或者門電路延遲時間的差異，導(dǎo)致到達(dá)會合點(diǎn)的時間有先有后，從而產(chǎn)生瞬間的錯誤輸出。(4) 競爭與冒險的關(guān)系：有競爭不一定會產(chǎn)生冒險，但有冒險就一定有競爭。2、冒險現(xiàn)象的判別Y=A?A可能出現(xiàn)1型冒險Y=A

3、+A可能出現(xiàn)0型冒險3、消除競爭冒險的方法(1 )利用冗余項(xiàng)法：利用冗余項(xiàng)消除毛刺有 2種方法：代數(shù)法和卡諾圖法法 ：a、代數(shù)法，在產(chǎn)生冒險現(xiàn)象的邏輯表達(dá)式上，加上冗余項(xiàng)或乘上冗余因子；b、卡諾圖法，將卡諾圖中相切的圈用一個多余的圈連接起來。(2)選通法：在電路中加入選通信號，在輸出信號穩(wěn)定后，選通允許輸出，從而產(chǎn)生正確輸出。濾出法：由于冒險脈沖是一個非常窄的脈沖，可以在輸出端接一個幾百微法的電容將其濾出掉。(3 )常用消除方法：1、接入濾波電容Cf;2、引入選通脈沖；3、修改邏輯設(shè)計(jì)；4、.利用可靠性編碼；5、引入封鎖脈沖。四. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)現(xiàn)函數(shù)F=AB+BCD+AC并假定，輸入

4、只有原變量即無反變量輸入。1、畫出邏輯圖，使易于觀察電路的競爭冒險現(xiàn)象。由于實(shí)驗(yàn)箱沒有或門，此處將函數(shù)F表達(dá)式轉(zhuǎn)化成非門&與非門組成的組合邏輯電路2、列出真值表。（用Excel編輯）ABCDFF測000000001000101001110100001010011000111110000100101010110110110011101111101111113、靜態(tài)測試，即按真值表驗(yàn)證其邏輯功能。利用proteus仿真：LED燈測試，亮為“ 1 ”，不亮為“ 0”74. NM誼屮沁二LiA7SW4、觀察變量 A變化過程中的險象：即取B=C=D=1,得F=A+A, A改接函數(shù)發(fā)生器的連續(xù)Digita

5、l Oscilloscope脈沖源，使工作頻率盡可能高。觀察是否出現(xiàn)現(xiàn)象，如有，請測出毛刺的幅度和寬度（中值 寬度）。5、使F再經(jīng)過一級反相器，檢查險象是否影響下一級電路的正常工作?6、在F端并接一只330PF電容，還會影響下一級電路的正常工作嗎?7、分別觀察變量 B、D變化過程中產(chǎn)生的險象。&用加冗余項(xiàng)法消除 A變化過程中產(chǎn)生的險象。 此時允許使用74LS20（二4輸入與非門） 方案一：添加冗余項(xiàng) BCD五. 實(shí)驗(yàn)分析及總結(jié)1、畫出邏輯圖，記錄靜態(tài)驗(yàn)證結(jié)果。2、寫出實(shí)驗(yàn)觀察冒險現(xiàn)象的方法、步驟、記錄現(xiàn)象的波形，敘述所采用的消除現(xiàn)象的方法,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并加以總結(jié)。（在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后完成，對實(shí)驗(yàn)記錄的結(jié)果進(jìn)行分析，例如實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析的差異以