（a） 增加冗余项BC
（b）输出保持不变（高电平）
图3.4.2 消除竞争冒险现象的电路与输出波形
三、需用的仪器、试剂或材料等 1.计算机
2.NI Multisim电子电路计算机仿真软件
3.教材《基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》黄智伟主编，电子工业出版社，2011
四、实践步骤或环节
1. 按照图3.1.1和图3.2.2所示电路，构造用两片74LSl48接成16线—4线优先编码器和译码器驱动指示灯电路。
2．改变图3.1.1中Y0～Y15 16个4位二进制代码的编码，观察LED1~LED4的显示状态。
3．改变图3.2.2中字信号发生器的内容，观察电路变化状态。
4．按照图3.3.1、图3.3.2构造竞争冒险现象的仿真电路，观察竞争冒险现象仿真电路的输出波形（可不记录波形）；按照图3.3.3构造竞争冒险现象的仿真电路，观察竞争冒险现象仿真电路的输出波形（记录波形）。
5．按照图3.4.2构造消除竞争冒险现象的电路，观察消除竞争冒险现象电路的输出波形。 五、思考
1．如何判断电路中存在竞争冒险？
2．如何消除电路中存在的竞争冒险？各种方法有何特点？ 3．如何用添加冗余项法消除竞争冒险？
实验四 时序逻辑电路实验
一、实验目的和要求
1．掌握双J-K触发器组成的时钟变换电路的电路结构与计算机仿真设计方法。 2．掌握四锁存D型触发器组成的智力竞赛抢答器电路的电路结构与计算机仿真设计方法。
二、实践内容或原理
1．双J-K触发器组成的时钟变换电路
该电路主要用于单一双时钟脉冲的转换，可作为双时钟可逆计数器的脉冲源。图4.1.1所示电路是由双J-K触发器CC4027和四2输入端与非门CC4011构成的时钟变换电路。将 CC4027的J1端（引脚6）接至Q1端（引脚2），K1端（引脚5）接至Q1端（引脚1），CP1 端（引脚3）接与非门U2A和门U2C的输入端。假设Q1端初始状态为低电平“0”状态，当
图4.1.1 时钟变换电路
CP1脉冲上升沿到达后，Q1端变为高电平“1”状态，Q1端为低电平“0”状态。CP1脉冲和Q1端输出经门U2A与非后送入反相器门U2B，输出一个与CP脉冲同步的脉冲。
当第二个CP上升沿到达后，Q1变为低电平“0”状态，Q1变为高电平“1”状态。CP和Q1端输出经门U2C与非后送入反相器门U2D，输出一个与CP脉冲同步的脉冲。
应当指出：经转换的双时钟脉冲，其频率为CP的二分之一，QA与QB相差180°波形如图4.2所示。
为了避免输出端出现竞争冒险，将时钟经两级与非门延迟后再加到与非门U2A和U2C的输入端。
图4.1.2 QA、QB输出波形图
2．四锁存D型触发器组成的智力竞赛抢答器
智力竞赛抢答电路如图4.2.1所示，该电路能鉴别出4个数据中的第1个到来者，而对随之而后到来的其它数据信号不再传输和作出响应。至于哪一位数据最先到来，则可从LED指示看出。该电路主要用于智力竞赛抢答器中。
图4.2.1所示电路是由四锁存D型触发器4042BD，双4输入端与非门4012BD、四2
输入端或非门4001BD和六同相缓冲/变换器4010BC1构成的智力竞赛抢答器。电路工作时，BD4042的极性端EO（POL）处于高电平“1”，E1（CP）端电平由Q0～Q3和复位开关产生的信号决定。复位开关K5断开时，400lBD的引脚2经上拉电阻接VCC，由于K1～K4均为关断状态，DO～D3均为低电平“0”状态，所以Q0～Q3高电平“1”状态，CP端为低电平“0”状态，锁存了前一次工作阶段的数据。新的工作阶段开始，复位开关K5闭合，4001BD的引脚2接地，4012BD的输出端引脚1也为低电平“0”状态，所以E1端为高电平“1”状态。以后，E1的状态完全由4042 BD的Q输出端电平决定。一旦数据开关（K1～K4）有一个闭合，则Q0～Q3中必有一端最先处于高电平“1”状态，相应的LED被点亮，指示出第一信号的位数。同时4012BD的引脚1为高电平”1”状态，迫使E1为低电平“0”状态，在CP脉冲下降沿的作用下，第一信号被锁存。电路对以后的信号便不再响应。
该电路还可用于数字系统中，可检测群脉冲的时序。图中的K1～K3开关如果是机械触点，则需对输入信号进行整形，以是高系统抗干扰能力。4010BC1为电平接口电路，将CMOS集成电路高电平电压转换成适合LED工作的电压。
图4.2.1 智力竞赛抢答电路
三、需用的仪器、试剂或材料等 1.计算机
2.NI Multisim电子电路计算机仿真软件
3.教材《基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》黄智伟主编，电子工业出版社，2011
四、实践步骤或环节
1. 按照图4.1.1和图4.2.1所示电路，构造时钟变换电路和智力竞赛抢答电路。 2．观察图4.1.1中，CP上升沿到达后，Q1和Q1的状态变化，以及QA与QB输出频率的变化。
3．改变图4.2.1电路中的K1～K3开关状态，观察LED1~LED4的显示状态。 五、思考
1．时钟电路经两级与非门后再接入与非门U2A和U2B的作用是什么？ 2．如果图4.2.1的几个开关同时闭合，信号将如何被响应？