与非门设计开关报警控制电路

与非门设计开关报警控制电路设计要求:1.某设备有A,B,C三只开关,只有在开关A接通的情况下,开关B才能接通,而开关C只有在开关B接通的情况下才能接通,违反这一操作规程,则发出报警信号。2.写出设计步骤并画出所设计的逻辑电路图。3.安装电路并测试电路的逻辑功能。4.观察与分析电路中的竞争冒险现象并采取措施消除之。设计步骤:1.根据题要求,用逻辑门来实现电路功能。首先规定:开关开用逻辑高电平1来表示,开关断用逻辑低电平0来表示。用Z来表示设备接通信号。当正确的把三个开关接通时Z=1,否则Z=0。用W来表示报警信号。当W=0时表示操作正确,若操作错误W=1即报警。根据以上我们可以得到如下的真值表:A00001111B01100011C00110101Z00000001W011101002.根据真值表列写卡诺图。由真值表得到的A,B,C与W的逻辑关系:卡诺图如下:01110100化简卡诺图可得:3.连接电路图用与非门将逻辑表达式表示出来,得到的逻辑电路图如下:双掷开关用来接高低电平,红灯用来显示操作信号与报警信号。通过测试,该电路基本符合设计要求。竞争冒险的分析与解决:由以上的表达式知道,表达式之中出现了互补信号,当其跳变时电路将会产生竞争冒险现象,其表现为一尖脉冲,如图这就是我们平常所说的尖峰脉冲。这究竟是怎么一回事呢?实际上,信号通过连线及集成门都有一定的延迟时间,也可能有前后快慢的差异。由于从输入到输出的过程中,不同通路上门的级数不同,或者门电路平均延迟时间的差异,使信号从输入经不同通路传输到输出级的时间不同。因而引起了上面的情况。如何解决上面的情况呢?解决竞争冒险,一是消掉互补变量,二是增加乘积项,三是在输出端并联电容器。在这里,我们将通过为其增加乘积项达到解决竞争冒险现象。因此,,通常,叫做该表达式的隐藏项。一般可以用它来消除电路中的竞争冒险。根据此逻辑表达式连接电路图,得到:按照以上改进的电路图,通过测试,发现当B跳变时,尖峰脉冲不再出现,因此可以确定,竞争冒险消除了。其测试波形如下:电路扩展:用上面的电路来产生方波信号。对电路图进行改动,令A=1,B=0,在C输入端加一脉冲信号,则输出W的波形即为一方波。

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