組合電路中的競爭冒險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)題目：組合電路中的競爭和冒險(xiǎn)姓名： 班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、觀察組合電路中的競爭與冒險(xiǎn)現(xiàn)象，了解競爭冒險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)原理2、了解消除競爭與冒險(xiǎn)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(xiǎn)的原理(1) 競爭：在組合邏輯電路中，某個(gè)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(shí)間不同，到達(dá)輸出門的時(shí)間就有先有后，這種現(xiàn)象稱為競爭。(2) 冒險(xiǎn)：信號(hào)在器件內(nèi)部通過連線和邏輯單元時(shí)，都有一定的延時(shí)。延時(shí)的大小與連線 的長短和邏輯單元的數(shù)目有關(guān)，同時(shí)還受器件的制造工藝、工作電壓、溫度等條件的影響。信號(hào)的

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

3、+A可能出現(xiàn)0型冒險(xiǎn)3、消除競爭冒險(xiǎn)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(xiǎn)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(gè)多余的圈連接起來。(2)選通法：在電路中加入選通信號(hào)，在輸出信號(hào)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(xiǎn)脈沖是一個(gè)非常窄的脈沖，可以在輸出端接一個(gè)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(xiǎn)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(xiǎn)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(qǐng)測出毛刺的幅度和寬度（中值 寬度）。5、使F再經(jīng)過一級(jí)反相器，檢查險(xiǎn)象是否影響下一級(jí)電路的正常工作?6、在F端并接一只330PF電容，還會(huì)影響下一級(jí)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(xiǎn)象。&用加冗余項(xiàng)法消除 A變化過程中產(chǎn)生的險(xiǎn)象。 此時(shí)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(xiǎn)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(duì)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