实验三译码器和数据选择器
一、实验目的
1．熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能；
2．掌握中规模集成译码器的使用方法及功能测试方法；
3．了解集成译码器的应用。
二、实验预习要求
1．复习译码器电路工作原理；
2．预习中规模集成电路译码器74LS138的逻辑功能及使用方法；
3．仔细阅读实验原理与实验内容，设计相应的电路和数据表格。
三、实验原理
译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路，其功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平的信号，它是编码的反操作。译码器在数字系统中的用途比较广泛，它不仅常用于代码的转换，终端的数字显示，还用于数据分配、脉冲分配、存储器寻址和组合逻辑信号的产生等场合。
常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器等种类，不同的功能需求可选用不同种类的译码器来实现。本实验采用TTL中规模集成译码电路74LS138译码器，其管脚分布图见附录，表实验3.1为其功能真值表。鉴于74LS138有三个附加的控制端G1、G2A、G2B，可利用其片选的作用可以级联扩展译码器的功能，也可以利用其控制功能构成一个完整的数据分配器。
1. 用74LS138实现组合逻辑功能输出端
输入端
控制端选择端
由于二进制译码器的每一个输出均是输入代码的最小项函数，因此，配以适当的门电路，利用74LS138可以实现任意自变量数不超过三个的组合逻辑函数。如图实验3.1逻辑图所示，用一个74LS138和一个四输入与非门可以实现逻辑函数。∑=)7,4,2,1(m F 。
2. 用74LS138实现一个数据分配器
数据分配器也称多路分配器，其功能是，在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上。数据分配器是单输入、多输出组合逻辑电路。
带控制输入端的译码器也是一个完整的数据分配器。如图实验3.1所示，如果把G1作为数据输入端（同时令G2A ＝G2B ＝0），将C 、B 、A 作为地址输入端，则从G1送来的数据只能通过由 CBA 所指定的一根数据线上送出去，实现数据的反码分配输出。
3. 数据选择器
数据选择器也叫多路开关，其功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号，其原理如图实验3.2所示。数据选择器是一种多输入、单输出的组合逻辑多路。
由于多路数据选择器与多路数据分配器的功能正好相反，它们配合使用，可以实现在一条数据传输线上传送多路信号。如图实验3.3所示，在传送线STL 的两端接以多路数据选择器和多路数据分配器，在相同地址输入的控制下即可实现多通道并行—串行—并行数据传输系统。
四、实验仪器设备
1. TPE-AD 型数字电路实验箱 1台
2. 3线-8线译码器74LS138 1块
3. 双四输入与非门74LS20 1块
4. 四两输入与非门74LS00 1块
5. 双四选一数据选择器74LS153 1块
图实验3.1 逻辑图 图实验3.2数据选择器原理示意图
A1
五、实验内容及方法
1. 74LS138逻辑功能测试
74LS138输入端接逻辑电平开关，输出端接电平指示灯，用真值表记录实验数据，分析并确认译码器的逻辑功能。
2. 用74LS138和74LS20构成一位全减器
设计电路并在实验箱上实现之。全减器的输入，被减数A 、减数B 、低位来的借位C ，接逻辑开关；全减器的输出，数据差D 、向高位的借位C ，接电平指示灯。观察输入与输出的状态变化，用真值表记录实验结果并分析之。
真值表：
=D ABC C B A C B A C B A +++
B A
C A BC C ++=
∑=)7,4,2,1(m D ∑=)7,3,2,1(m C
实验线路图：
图中
G i 1
和C
i -分别为地位的借位和高位的借位。
波形图：
功能分析： 全减器的输入变量
A i
，B i
，C i 1-分别与译码器的输入A 2
，A 1
，A 0
连接，译码
器使能端接固定信号，即
S
1
为1，
S
S 3
2
+为0，这样，译码器的输出端可得到所需输入
变量的最小项，再将相应最小项送至“与非”门，便可得到所需输出G i
和D i
，实现全减
器的逻辑功能。
输入测试 与预期理论结果相同。
3. 用74LS138实现一个数据分配器
设计电路并在实验箱上实现之。数据分配器的数据输入可采用实验箱1Hz 信号源的输出端；地址及其它输入接逻辑开关；输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化，记录结果并分析之电路的功能。
实验线路图：
A B C D C
真值表：
功能分析：
把G1作为数据输入端（同时令G2A＝G2B＝0），将C、B、A作为地址输入端，则从G1送来的数据只能通过由 CBA所指定的一根数据线上送出去，实现数据的反码分配输出。
4. 用74LS138和74LS153构成一个四通道数据传输系统
设计电路并在实验箱上实现之。输入数据可利用实验箱上的信号源或逻辑开关；地址及其它输入接逻辑开关；输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化，记录结果并分析电路的功能。
实验线路图：
真值表:
功能分析：Y0 Y1 Y2 Y3
如图所示，图中左边的芯片为74LS153,右边的芯片为74LS138。74LS153为数据选择器，由A1,A0共同控制输出端S的输出数据并同时控制74LS138的地址输入
端，将74LS153的输出数据接入右边的74LS138的使能端G
A ，置使能端G
1
为1，
G B为０，地址输入端高位C为０，使该电路成为四通道数据传输系统。
六、实验报告
1. 画出实验线路图，记录整理实验现象及实验所得的有关波形，对实验结果进行分析。
2. 总结使用集成译码器和数据选择器的体会。
译码器所需要的芯片以74LS138最为常见。想要很熟练的使用集成译码器，就必须要对74LS138芯片的引脚排列有很清楚的认识，并记住各个引脚的作用。方便以后连接全减器、数据传输系统，并以真值表为依据，对各个实验结果进行分析，验证理论值与所得值是否相同。
谢谢欣赏实验三数据选择器 实验人员：班号：学号： 一、实验目的 (1) 熟悉并掌握数据选择器的功能。 (2) 用双4选1数据选择器74LS153设计出一个16选1的数据选择器。 (3) 用双4选1数据选择器74LS153 设计出一个全加法器。 二、实验设备 数字电路实验箱，74LS00，74LS153。 三、实验内容 (1) 测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能。 74LS153含有两个4选1数据选择器，其中A0和A1为芯片的公共地址输入端，Vcc 和GND分别为芯片的公共电源端和接地端。Figure1为其管脚图： Figure 1 1Q=A1A01D0+A1A0?1D1+A1A0?1D2+A1A0?1D3 2Q=A1A02D0+A1A0?2D1+A1A0?2D2+A1A0?2D3 按下图连接电路： Figure 2 (2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B和两名操作员C、D，只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作，则发射导弹F。利用所给的实验仪器设计出一个符合上述要求的16选1数据选择器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。 思路： 由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端的地址之中的一个，进而实现选择该数据输入端中的数据的功能，即16选1。而公共的A0、A1两个地址输入端和S使能端（用于片选，已达到分片工作的目的，进而扩展了一位输入）一共可以提供三个地址输入端，故需要采用降维的方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端Dx 中。本实验可以降一维，也可以降两位。由于两位比较复杂，本实验选择使用降一维的方式。 做法： 画出如应用题中实现所需功能的卡诺图： 谢谢欣赏
实验三数据选择器 实验人员：班号：学号： 一、实验目得 (1)熟悉并掌握数据选择器得功能. (２）用双4选1数据选择器74LS１５3设计出一个16选1得数据选择器。 (3)用双4选1数据选择器7４LS１53 设计出一个全加法器。 二、实验设备 数字电路实验箱，74LS0０,7４LS153. 三、实验内容 (1）测试双4选1数据选择器７4LＳ153得逻辑功能。 ７4LS153含有两个4选1数据选择器,其中与为芯片得公共地址输入端，与分别为芯片得公共电源端与接地端.Figure1为其管脚图: Figｕｒe 错误!未定义书签。 ?按下图连接电路： Fｉｇuｒe 错误!未定义书签。 (2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B与两名操作员Ｃ、Ｄ,只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作,则发射导弹F．利用所给得实验仪器设计出一个符合上述要求得１６选１数据选择器，并用数字电路实验箱上得小灯与开关组合表达实验结果。 思路: 由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端得地址之中得一个,进而实现选择该数据输入端中得数据得功能，即1６选１。而公共得、两
个地址输入端与使能端(用于片选,已达到分片工作得目得,进而扩展了一位输入)一共可以提供三个地址输入端,故需要采用降维得方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端 中。本实验可以降一维,也可以降两位。由于两位比较复杂,本 实验选择使用降一维得方式。 做法: ?画出如应用题中实现所需功能得卡诺图: 00 0１ １1 1０ 0０ 01 0 0 0 ０ 0 0 １ 0 １1 ０ ０ １ ０ 10 1 : ０0 01 11 10 0 1 0 0 Ｄ 0 0 1 ,“1”表示高电平,“0”表低电平，均由开关上下拨动来控制；A 、Ｂ、C 、Ｄ分别为题中得两个司令员得同意情况与两个操作员得操作情况;F 为导弹发射情况,将Ｆ接到小灯上即可。电路如Figu ｒｅ 1所示(图中 即 ，后面得图均为如此）: Ｆｉgure 3 AB CD C AB
南通大学计算机科学与技术学院计算机数字逻辑设计 实验报告书 实验名组合逻辑电路数据选择器实验 班级_____计嵌151_______________ 姓名_____张耀_____________________ 指导教师顾晖 日期 2016-11-03
目录 实验一组合逻辑电路数据选择器实验 (1) 1.实验目的 (1) 2.实验用器件和仪表 (1) 3.实验内容 (1) 4.电路原理图 (1) 5.实验过程及数据记录 (2) 6.实验数据分析与小结 (9) 7.实验心得体会 (9)
实验三组合逻辑电路数据选择器实验 1 实验目的 1. 熟悉集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。 2. 学会用集成数据选择器进行逻辑设计。 2 实验用器件和仪表 1、8 选 1 数据选择器 74HC251 1 片 3 实验内容 1、基本组合逻辑电路的搭建与测量 2、数据选择器的使用 3、利用两个 74HC251 芯片（或 74HC151 芯片）和其他辅助元件，设计搭建 16 路选 1 的电路。 4 电路原理图 1、基本组合逻辑电路的搭建与测量 2、数据选择器的使用
3、利用两个 74HC251 芯片（或 74HC151 芯片）和其他辅助元件，设计搭建 16 路选 1 的 电路。 5 实验过程及数据记录 1、基本组合逻辑电路的搭建与测量 用 2 片 74LS00 组成图 3.1 所示逻辑电路。为便于接线和检查，在图中要注明芯片编号及各引脚对应的编号。
图 3.1 组合逻辑电路 （2）先按图 3.1 写出 Y1、Y2 的逻辑表达式并化简。 Y1==A·B ·A =A + A·B=A + B Y2=B·C ·B·A = A · B+ B ·C （3）图中 A、B、C 接逻辑开关，Y1，Y2 接发光管或逻辑终端电平显示。（4）改变 A、B、C 输入的状态，观测并填表写出 Y1，Y2 的输出状态。 表 3.1 组合电路记录
Verilog HDV 数字设计与综合 实验报告 微电子0901班 姓名：袁东明 _ 学号：_04094026 一、实验课题： 1.八选一数据选择器 2.四位数据比较器 二、八选一数据选择器Verilog程序： 2.1主程序 module option(a,b,c,d,e,f,g,h,s0,s1,s2,out); input [2:0] a,b,c,d,e,f,g,h; input s0,s1,s2; output [2:0] out; reg [2:0] out; always@(a or b or c or d or e or f or g or h or s0 or s1 or s2) begin case({s0,s1,s2}) 3'd0 : out=a;
3'd1 : out=b; 3'd2 : out=c; 3'd3 : out=d; 3'd4 : out=e; 3'd5 : out=f; 3'd6 : out=g; 3'd7 : out=h; endcase end endmodule 2.2激励程序 module sti; reg [2:0] A,B,C,D,E,F,G,H; reg S0,S1,S2; wire [2:0] OUT; option dtg(A,B,C,D,E,F,G,H,S0,S1,S2,OUT); initial begin A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=0;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=0;S2=1; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=1;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=0;S1=1;S2=1; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=1;S1=0;S2=0; #100 A=3'd0;B=3'd1;C=3'd2;D=3'd3;E=3'd4;F=3'd5;G=3'd6;H=3'd7;S0=1;S1=0;S2=1;
实验三 数据选择器 实验人员： 班号： 学号： 一、实验目的 (1) 熟悉并掌握数据选择器的功能。 (2) 用双4选1数据选择器74LS153设计出一个16选1的数据选择器。 (3) 用双4选1数据选择器74LS153 设计出一个全加法器。 二、实验设备 数字电路实验箱，74LS00，74LS153。 三、实验内容 (1) 测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能。 74LS153含有两个4选1数据选择器，其中A 0和A 1为芯片的公共地址输入端，V cc 和GND 分别为芯片的公共电源端和接地端。Figure1为其管脚图： Figure 1 1Q =A 1A 0???????1D 0+A 1???A 0?1D 1+A 1A 0????1D 2+A 1A 0?1D 3 2Q =A 1A 0???????2D 0+A 1???A 0?2D 1+A 1A 0????2D 2+A 1A 0?2D 3 按下图连接电路： Figure 2
(2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B和两名操作员C、D，只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作，则发射导弹F。利用所给的实验仪器设计出一个符合上述要求的16选1数据选择器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。 思路： 由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端的地址之中的一个，进而实现选择该数据输入端中的数据的功能，即16选1。而公共的A0、A1两个地址输入端和S使能端（用于片选，已达到分片工作的目的，进而扩展了一位输入）一共可以提供三个地址输入端，故需要采用降维的方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端D x中。本实验可以降一维，也可以降两位。由于两位比较复杂，本实验选择使用降一维的方式。 做法： 画出如应用题中实现所需功能的卡诺图： 将D降到数据输入端中。对应的卡诺图如下： 按上述卡诺图连接电路，用开关控制送给各输入高低电平。其中，“1”表示高电平，“0”表低电平，均由开关上下拨动来控制；A、B、C、D分别为题中的两个司令员的同意情况和两个操作员的操作情况；F为导弹发射情况，将F接到小灯上即可。电路如Figure 3所示（图中C x即D x，后面的图均为如此）：
第八次实验报告 实验六 数据选择器 一、实验目的要求 1、 熟悉中规模集成电路数据选择器的工作原理与逻辑功能 2、 掌握数据选择器的应用 二、实验仪器、设备 直流稳压电源、电子电路调试器、T4153、CC4011 三、实验线路、原理框图 (一)数据选择器的基本原理 数据选择器是常用的组合逻辑部件之一，它有若干个输入端，若干个控制输入端及一个输出端。 数据选择器的地址变量一般的选择方式是： （1） 选用逻辑表达式各乘积项中出现次数最多的变量（包括原变量与反变量），以简 化数据输入端的附加电路。 （2） 选择一组具有一定物理意义的量。 （二）T4153的逻辑符号、逻辑功能及管脚排列图 （1）T4153是一个双4选1数据选择器，其逻辑符号如图1： 图1 （2） T4153的功能表如下表 其中D0、D1、D2、D3为4个数据输入端；Y 为输出端；S 是使能端，在S 是使能端，在 原SJ 符号
S =0时使能，在S =1时Y=0；A1、A0是器件中两个选择器公用的地址输入端。该器件的 逻辑表达式为： Y=S （1A 0A 0D +101D A A +201D A A +301A A A ） （3） T4153的管脚排列图如图2 图2 （三）利用T4153四选一数据选择器设计一个一位二进制全减器的实验原理和实验线路 （1）一位二进制全减器的逻辑功能表见下表： n D =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C n C =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C =n A n B 1-n C +n A n B +n A n B 1-n C （3）根据全减器的逻辑功能表设计出的实验线路图为图3： S 11D 3 1D 2 1D 1 1D 0 1Y
实验报告 一、实验目的 熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计流程全过程，学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。 二、实验设备 GW48系列SOPC/EDA实验开发系统实验箱一台计算机一台 三、实验内容 1首先利用QuartusⅡ完成2选1多路选择器的文本编辑输入(mux21a.vhd)和仿真测试等步骤，给出下图所示的仿真波形。最后在实验系统上进行硬件测试，验证本项设计的功能。 源程序为: ENTITY mux21a IS PORT ( a, b, s: IN BIT; y : OUT BIT ); END ENTITY mux21a; ARCHITECTURE one OF mux21a IS BEGIN PROCESS (a,b,s) BEGIN IF s = '0' THEN y <= a ; ELSE y <= b ; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE one ;
图（1 ) 2选1多路选择器的编译图 、图(2) 功能仿真的波形图 图(3 ) 功能引脚图
图(4) 2选1多路选择器的RTL电路 2. 将此多路选择器看成是一个元件mux21a，利用元件例化语句描述图，并将此文件放在同一目录中。并对上例分别进行编译、综合、仿真,并对其仿真波形做出分析说明。以下是程序： 图(5) 双二选一多路选择器的编译图
图(6) 双路数据选择器功能仿真图 图(7) 双二选一多路选择器的引脚锁定图图 5 双2选1多路选择器 图(8) 双路数据选择器RTL电路图
图(9) 编程下载图 3.、引脚锁定以及硬件下载测试。若选择目标器件是EP1C3，建议选实验电路模式5，用键1(PIO0，引脚号为1)控制s0；用键2(PIO1，引脚号为2)控制s1；a3、a2 和a1 分别接clock5(引脚号为16)、clock0(引脚号为93)和clock2(引脚号为17)；输出信号outy仍接扬声器spker(引脚号为129)。通过短路帽选择clock0接256Hz信号，clock5 接1024Hz，clock2 接8Hz 信号。最后进行编译、下载和硬件测试实验（通过选择键1、键2，控制s0、s1，可使扬声器输出不同音调）。 图(10) 实验电路模式5
深圳大学实验报告 课程名称数字电路与逻辑设计 实验名称数据选择器 学院信息工程学院 专业 指导教师周小安 报告人李城权学号 2015130156 实验时间 2016-10-26 提交时间 2016-11-9 教务处制
一、实验目的与要求 1.了解和正确使用MSI组合逻辑部件； 2.掌握一般组合逻辑电路的特点及分析、设计方法； 3.学会对所设计的电路进行静态功能测试的方法； 4.观察组合逻辑电路的竞争冒险现象。 二、实验内容与方法 数据选择器是常用的组合逻辑电路之一。它有若干个数据输入端，若干个数据控制端和一个输出端。在控制输入端加上适当的信号，即可从多个数据输入源中将所需要的数据信号选择出来，送到输出端。使用时也可以在控制输入端加上一组二进制编码器程序的信号，使电路按要求输出一串信号，所以它也是一钟可编程序的逻辑部件，也可以用来构造逻辑函数发生器。 如74LS153的逻辑表达式为 Y=A A D+A A D+A A D+A A D 1010 00112103 所以任意给定的三输入变量的逻辑函数军可用4选1数据选择器来实现。 用数据选择器实现单输出函数的方法主要有比较法和图表法。 比较法设计步骤如下： （1）选择接到数据选择端的函数变量。 （2）写出数据选择器输出的逻辑表达式。 （3）将要实现的逻辑函数转换为标准与或表达式。 （4）对照数据选择器输出表达式和待实现函数的表达式，确定数据输入端的值。 （5）连接电路。 图表法设计步骤如下： （1）选择接到数据选择端的函数变量。 （2）画出逻辑函数和数据选择器的真值表。 （3）确定各个数据输入端的值。 （4）连接电路。 三、实验步骤与过程 实验仪器： （1）RXB-1B数字电路实验箱； （2）集成电路74LS00（四2输入与非门）1片、74LS153（双4选1数据选择器）1片。
实验2 数据选择器功能测试及设计应用 王玉通信工程 2012117266 一、实验目的 1.掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。 2.掌握数据选择器的工作原理及使用方法。 二、实验仪器设备与主要器件 试验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台。 双4选1数据选择器74LS153；8选1数据选择器74LS151和75LS251. 三、实验原理 能够实现从多路数据中选择一路进行传输的电路叫做数据选择器。数据选择器又称多路选择器，是中规模集成电路中应用非常广泛的组合逻辑部件之一。它是一种与分配器过程相反的器件。它有若干个数据输入端，D0，D1，D2，……，若干个控制输入端A0，A1……和一个或两个输出端Q（或Q非）。当控制输入码A0，A1……具有不同数据组合时，将选择组合码所对应的二进制数Dx输出。由于控制输入端的作用是选择数据输入端的地址，故又称为地址码输入端。 目前常用的数据选择器有2选1、4选1、8选1等多种类型。本实验主要熟悉4选1和8选1数据选择器。 四、实验内容与结果 1.测试74LS153的逻辑功能。 电路如下图： 测试结果为： A0 A1 s1s2Q1 Q2 * * 1 1 0 0 0 0 0 0 1D0 2D0 0 1 0 0 1D1 2D1 1 0 0 0 1D 2 2D2 1 1 0 0 1D3 2D3 2.用多路选择器设计实现一个8421-CD非法码检测电路。使得当输入端为非法码组合时输出1，否则为0.二进制数与BCD码的对应关系如下。写出函数Y的表达式，并进行化简，然后画出电路图，接线调试电路，用发光二极管显示输出结果，观察是否与表2-2-5相符。设
实验二数据选择器及其应用 一、实验原理 数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图4－1所示，图中有四路数据D0～D3，通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。 图4－1 4选1数据选择器示意图图4－2 74LS151引脚排列 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。 数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。
二、实验目的 1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法； 2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 三、实验设备与器件 1、+5V直流电源 2、逻辑电平开关 3、逻辑电平显示器 4、74LS151(或CC4512) 74LS153(或CC4539) 四、实验内容 1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能。 接图4－7接线，地址端A2、A1、A0、数据端D0～D7、使能端S接逻辑开关，输出端Q接逻辑电平显示器，按74LS151功能表逐项进行测试，记录测试结果。 图4－7 74LS151逻辑功能测试
2、测试74LS153的逻辑功能。 测试方法及步骤同上，记录之。 逻辑功能见下表： 3、用8选1数据选择器74LS151设计三输入多数表决电路。 1）写出设计过程 有三个人进行表决，当其中任意两个人赞同时，输出为真，否则输出为假。真值表如下:
电气工程学院电工电子教学基地 数字电子技术实验 实验报告 仿真实验1 用数据选择器设计函数发生器 学号：18291035 姓名：陈涟漪 班级：电气1802 成绩： 指导教师：周晖 完成时间：2020年5 月15 日
数字电子技术实验 仿真实验1 用数据选择器设计函数发生器 1 实验任务 使用数据选择器74LS151和适当门电路设计一函数发生器，能够实现4位二进制码数据范围指示功能。要求该函数发生器能区别以下三种情况： （1）0≤X≤4； （2）5≤X≤9； （3）10≤X≤15。 2 实验电路
3 实验步骤 采用A、B、C、D取0或1依次表示这四位二进制码的从高到低位的取值（例如:A=0，B=1，C=0，D=0表示四位二进制码0100）。则对于第一组来说，共有5个四位二进制码包含在其中，用卡诺图表示如下： 化简即得： 同理，也有5个数包含在第二组中，卡诺图如下： 化简即得： 第三组包含了6个数，卡诺图如下：
化简即得： 对以上三个式子都去两次非并利用摩根定律可得： 这样就完成了该问题的逻辑转化。 根据前面对该实验分析所得到的逻辑表达式可以发现，输入变量为A、B、C、D，但是在后面的逻辑运算中它们的“非”都用到了，也就是第一步我们要得到这四个变量的非。然后再进行后面的与非运算。三个输出变量的状态也可以用三个灯泡来表示，这里采用了三个颜色不同的灯泡用以区分。到这里，逻辑图就可以很容易的用Multisim软件模拟出来。 其中，最上面的X1灯泡亮时，表示输入数字在0≤X≤4范围内，X2亮时表示输入数字在5≤X≤9范围内，X3亮时表示输入数字在10≤X≤15范围内。这里还是用了四个开关，每个开关“开”表示1，“关”表示0，四个开关以ABCD的顺序来表示四位二进制数。四位二进制数同上，也有16中情况，这里不做一一展示，只对每一类给出一种模拟结果。
实验三选数据选择器实 验报告 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
实验三、八选一数据选择器 一、实验目的： 1.熟悉Quartus II6.0软件的使用和FPGA设计流程 2.用VHDL语言进行八选一数据选择器的设计 二、实验步骤： 一．建立文件夹：在D盘“xingming”的文件夹下建立一个名为“choice8”的文件夹。 二．建立新工程 1.双击桌面上Quartus II6.0 的图标，启动该软件。 2.通过File => New Project Wizard… 菜单命令启动新项目向导。在 随后弹出的对话框上点击Next按钮，在 What is the working directory for this project 栏目中设定新项目所使用的路径：D:\xingming\choice8；在 What is the name of this project 栏目中输入新项目的名字:choice8，点击 Next 按钮。在下一个出现的对话框中继续点击Next,跳过这步。 3.为本项目指定目标器件：选择器件系列为ACEX1K ,选择具体器件为 EP1K30TC144-3 1728 24576 ,再点击Next。在弹出的下一对话框中继续点击Next ，最后确认相关设置，点击Finish按钮，完成新项目创建。 三．设计输入 1.建立一个VHDL文件。通过 File => New 菜单命令，在随后弹出的对 话框中选择 VHDL File选项，点击 OK 按钮。通过 File => Save As 命令，将其保存，并加入到项目中。 2.在VHDL界面输入8选1数据选择器程序，然后通过File => Save
实验三、八选一数据选择器 一、实验目的： 1.熟悉Quartus II6.0软件的使用和FPGA设计流程 2.用VHDL语言进行八选一数据选择器的设计 二、实验步骤： 一．建立文件夹：在D盘“xingming”的文件夹下建立一个名为“choice8” 的文件夹。 二．建立新工程 1.双击桌面上Quartus II6.0 的图标，启动该软件。 2.通过File => New Project Wizard… 菜单命令启动新项目向导。在随后弹 出的对话框上点击Next按钮，在 What is the working directory for this project 栏目中设定新项目所使用的路径：D:\xingming\choice8；在What is the name of this project 栏目中输入新项目的名字:choice8，点击 Next 按钮。在下一个出现的对话框中继续点击Next,跳过这步。 3.为本项目指定目标器件：选择器件系列为ACEX1K ,选择具体器件为 EP1K30TC144-3 1728 24576 ,再点击Next。在弹出的下一对话框中继续点击Next ，最后确认相关设置，点击Finish按钮，完成新项目创建。 三．设计输入 1.建立一个VHDL文件。通过 File => New 菜单命令，在随后弹出的对话框中 选择 VHDL File选项，点击 OK 按钮。通过 File => Save As 命令，将其保存，并加入到项目中。 2.在VHDL界面输入8选1数据选择器程序，然后通过File => Save As 命 令保存。
四．综合适配 1.选择Processing =>Start Compilation命令,检查发现无程序语法错误。 2.执行Tools =>Netlist Viewer =>RTL Viewe, 生成RTL图。 五．模拟仿真 1.在 File 菜单下，点击 New 命令。在随后弹出的对话框中，切换到 Other Files 页。选中 Vector Waveform File 选项，点击 OK 按钮。 2.选择命令 Edit=>End Time ，时间设置为30000ns , 进入到波形编辑界 面。在 Edit 菜单下，点击Insert Node or Bus… 命令,或在结点名字区连续双击鼠标左键两次，在新出现的框图中点击Node Finder出现结点查找器窗口搜索结点名, 在上一个框图中点击 Node Finder… 按钮后，打开Node Finder 对话框。点击 List 按钮，列出电路所有的端子。点击 >> 按钮，全部加入。点击 OK 按钮，确认。 3.回到 Insert Node or Bus 对话框，点击 OK 按钮，确认。 4.编辑输入激励信号波形.选中 a 信号，在 Edit 菜单下，选择 Value => Clock… 命令。在随后弹出的对话框的 Period 栏目中设定参数为10ns，点击 OK 按钮，重复前面的操作，设置输入信号b的参数为20ns ，c信号的参数为30ns，d信号的参数为40ns，e信号的参数为50ns，f信号的参数为60ns，g信号的参数为70ns，h信号的参数为80ns，输入激励信号波形编辑完毕。同样的，s[0]、s[1]、s[2]的参数分别设置为10ns、20ns、30ns。 5.功能仿真：(1)Processing=>Generate Functional Simulation Netlist
实验四数据选择器及其应用 一、实验目的 1.掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法 2.学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法 二、实验设备与器件 1.+5V直流电源 2.逻辑电平开关 3.逻辑电平显示器 4.74LS151 三、实验原理 数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图7-1所示，图中有四路数据D0~D3，通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。 数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输们开关和门电路混合而成的。 八选一数据选择器74LS151 74LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图4-2，功能如表4-1。 选择控制端（地址端）为A2~A0，按二进制姨妈，从8个输入数据D0~D7中，选择一个需要的数据送到输出端A, S为使能端，低电平有效。
1）使能端?S=1时，无论A2~A0状态如何，均无输出（Q=0，?Q=1）,多路开关被禁止。2）使能端S=0时，多路开关正常工作。根据地址码A1、A2、A3的状态选择D0~D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。 此处以A2A1A0=010为例，则选择D2数据到输出端，即Q=D2。 D2为0，?Q亮。D2为1，Q亮。 使能端为1，D2为1，?Q亮。使能端为1，D2变为0，?Q仍然亮。
74LS151功能测试结果表4-1 实现逻辑函数F(AB)=A?B+?AB+A B 设计过程：逻辑表
译码器和数据选择器 12级电子信息工程20121060192 朱加熊 实验目的 1、熟悉集成译码器和数据选择器。 2、掌握集成译码器和数据选择器的应用。 3、学习组合逻辑电路的设计。 实验仪器及材料 1、双踪示波器 2、器件： 74LS00 二输入端四“与非”门1片 74LS20 四输入端双“与非”门1片 74LS139 双2-4先译码器1片 74LS153 双4选1数据选择器1片 实验内容 1、译码器逻辑功能测试 将74LS139译码器按图3.1接线，按表3.1分别置位输入电平，填输出状态表。
仿真结果Y0 Y1
Y2 Y3
2、译码器转换 将双2-4线译码器转换为3-8译码器。 （1）、画出转换电路图。 （2）、在试验箱上接线并验证设计是否正确。 （3）、设计并填写该3-8线译码器逻辑功能表，画出输入、输出波形。 电路图
逻辑功能表 注：表中Y=Yi 表示Yi=0，其余输 出值为1 3、数据选择器的测试及应 用 （1）、将双4选1数据选择器74LS153参照图3.2接线，测试其逻辑功能并填写功能表3.2. A B C Y 0 0 0 Y0 0 1 Y1 0 1 0 Y 2 0 1 1 Y 3 1 0 0 Y 4 1 0 1 Y 5 1 1 0 Y 6 1 1 1 Y7
（2）、将试验箱上4个不同频率的脉冲信号接到数据选择器4个输入端，将选择端置位，使输入端分别观察到4种不同频率的脉冲信号。 （3）、分析上述实验结果并总结数据选择器的作用。 逻辑功能表 输出控制选择端数据输入端输出 E A1 A2 D3 D2 D1 D0Y H X X X X X X L L L L X X X L L L L L X X X H H L L H X X L X L L L H X X H X H L H L X L X X L L H L X H X X H
实验三译码器及其应用、数据选择器及其应用 一、实验目的 1 ?掌握采用中规模集成器件进行组合逻辑电路设计、电路连接及测试的方法. 2 ?用实验验证所设计电路的逻辑功能. 二、实验设备与器件 1.电子学实验装置 2.集成块74LS20、74LS00、74LS138、74LS151、74LS153。 三、实验原理 中规模集成器件多数是专用的功能器件，具有某种特定的逻辑功能，采用这些功能器件实现组合逻辑函数，基本 方法是采用逻辑函数对比法. 中规模集成器件多数都带有控制端（片选端），例如译码器74LS138有三个附加控制端S B、S C和S A,当S A=1、 S B= S C =0时，译码器才被选通工作，否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平?利用片选可将多片连接 起来以扩展译码器的功能. 在一般情况下，使用译码器和附加的门电路实现多输出逻辑函数较方便，使用数据选择器实现单输出逻辑函数较方便，当逻辑函数输出为输入变量相加时，则采用全加器实现较为方便. 1 ?译码器 一个n变量的译码器的输出包含了n变量的所有最小项.例如3线/8线译码器（74LS138）的8个输出包含了3个变 量的全部最小项的译码?参见模拟电子技术基础教材中3线/8线译码器功能表. 用n变量译码器加上输出与非门电路，就能获得任何形式的输入变量不大于n的组合逻辑电路. 2 ?数据选择器 一个n个地址端的数据选择器, 具有2n个数据选择的功能.例如，数据选择器74LS151, n=3，可完成八选一的功能?参见附录中八选一数据选择器（74LS151）的真值表.由真值表可写出： 丫A2AA0D0 A2AA0D1A 2 Al A o D 2 A? A1A0D 3 A2A A0D 4 A2A A0D 5 A2 A A) A2AA0D7 数据选择器又称多路开关，其功能是把多路并行传输数据选通一路送到输出线上. 四、实验内容 1 ?三输入变量译码器功能测试 地址输入端AA1A0是一组三位二进制代码，其中A权最高，A o权最低，按实验电路图3-1接线，将实验结果填入
实验二数据选择器 院系：信息科学与技术学院 专业：电子信息工程 姓名：刘晓旭 学号：2011117147
一．实验目的 1.掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。 2.学习数据选择器的使用方法。 二．实验仪器及器材 稳压电源，数字多用表，四选一数据选择器74LS153，八选一数据选择器74LS151。 三 .实验原理 数据选择器又称多路选择器，是中规模集成电路中应用非常广泛的组合逻辑部件之一。它有若干个数据输入端D0 ,D1......，若干个控制输入端A0 ,A1 ......和一个两个输出Q,Q’。当A0，A1......数据不同时，将选择与其相应的输入控制端D X输出，由于控制输入端的作用是选择数据输入端的地址，故又称为地址输入端。 四．实验内容 1．利用逻辑电平产生电路和逻辑电平指示电路测试74LS153的逻辑功能，验证是否和功能表一致。 实验目的：利用逻辑电平产生电路和逻辑电平指示电路测试74LS153的逻辑功能，验证是否和功能表一致。 实验器材：直流电压源，开关，74LS153，电灯，逻辑控制开关 实验内容：测试74LS153的逻辑功能 74LS153为两个四选一数据选择器，S1’,S2’是每一个选择器的选通输入端，低电平有效。 A0，A1为公共的控制输入信号。1D0，1D1....1D3，2D0，2D1...2D3分别是每一选择器的数据输入端。 电路如图1 图1
74LS153的逻辑功能表2.1 注：测试过程中1G,2G 始终接地。当A,B 为00.01,10,11不同情况时，分别对应于1C 0, 2C 0; 1C 1,, 2C 1; 1C 2, 2C 2; 1C 3, 2C 3;的开关接上高电平，灯泡会发光，从真值表所列的功能来看，74LS153符合其逻辑功能。 2．设计一位二进制数A 和B 的比较器。 实验目的：用74LS153设计出一位二进制数A 和B 的比较器。 实验器材：74LS153，单刀双掷开关，直流电源，灯泡。 实验内容：当接至高电平时代表1，接至低电平时代表0； A>B 时，x1亮；AB I ,则地址码为 01，根据电路图看出Y 1Y 2=10;若A I 实验三译码器及其应用、数据选择器及其应用
实验三 译码器及其应用、数据选择器及其应用 一、实验目的 1．掌握采用中规模集成器件进行组合逻辑电路设计、电路连接及测试的方法． 2．用实验验证所设计电路的逻辑功能． 二、实验设备与器件 1.电子学实验装置 2.集成块74LS20、74LS00、74LS138、74LS151、74LS153。 三、实验原理 中规模集成器件多数是专用的功能器件，具有某种特定的逻辑功能，采用这些功能器件实现组合逻辑函数，基本方法是采用逻辑函数对比法． 中规模集成器件多数都带有控制端（片选端），例如译码器74LS138有三个附加控制端B S 、C S 和A S ，当A S =1、 B S = C S =0时，译码器才被选通工作，否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平．利用片选可将多片连接 起来以扩展译码器的功能． 在一般情况下，使用译码器和附加的门电路实现多输出逻辑函数较方便，使用数据选择器实现单输出逻辑函数较方便，当逻辑函数输出为输入变量相加时，则采用全加器实现较为方便． 1．译码器 一个n 变量的译码器的输出包含了n 变量的所有最小项．例如3线/8线译码器(74LS138)的8个输出包含了3个变量的全部最小项的译码．参见模拟电子技术基础教材中3线/8线译码器功能表． 用n 变量译码器加上输出与非门电路，就能获得任何形式的输入变量不大于n 的组合逻辑电路． 2．数据选择器 一个n 个地址端的数据选择器，具有2n 个数据选择的功能．例如，数据选择器74LS151，n=3，可完成八选一的功能．参见附录中八选一数据选择器(74LS151)的真值表．由真值表可写出： 21002101210221032104210521062107Y A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D =+++++++ 数据选择器又称多路开关，其功能是把多路并行传输数据选通一路送到输出线上． 四、实验内容 1．三输入变量译码器功能测试 地址输入端A 2A 1A 0是一组三位二进制代码，其中A 2权最高，A 0权最低，按实验电路图3-1接线，将实验结果填入功能表3-1中．
实验二数据选择器功能测试及设计应用 实验目的 1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。 2、掌握数据选择器的使用方法。 一、实验仪器及器材 稳压电源、实验箱一个、双四选数据选择器74LS153、八选一数据选择器74LS151。 二、实验原理 1、4选1数据选择器 中规模集成电路74LS153为双四选数据选择器，其逻辑符号如图2-2-1所示，其中，1S、S分别为两个数据选择器的选通输入端，低电平有效。A0,、A1为公告控制输入端地址端，2 1D0、1D1、1D2、1D3与2D0、2D1、2D2、2D3分别为两个数据选择器的数据输入端，其功能表如表2-2-1所示。 有功能表得逻辑表达式： () =+++ Q A A D A A D A A D A A D S 110101011101210131 () =+++ 210201021102210232 Q A A D A A D A A D A A D S 2、8选1数据选择器74LS151 74LS151是常用的8选1数据选择器，用于各种数字电路和单片机系统的显示电路中。其功能如表2-2-2所示。 表2-2-2 74LS151的功能表
其中，S 为数据选择器的选通端，低电平有效。A0、A1、A2为地址码，D0~D7为数据输入端。 3、数据选择器的应用 （1）多路信号共用一个通道（总线）传输。 （2）变并行码为串行码。 （3）转换4位二进制码为补码。 （4）组成数码比较电路。 （5）实现逻辑函数。 三、实验内容 1,利用逻辑电平产生电路和逻辑电平指示电路测试74LS153的逻辑功能，验证是否和逻辑功能表一致。 1、根据题目可画出电路图为：
实验2 数据选择器功能测试及设计应用专业：通信工程学号：2012119032 姓名：余海东 2.21 实验目的 1.掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。 2.掌握数据选择器的工作原理及使用方法。 2.2.2 实验仪器设备与主要器件 试验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台。 双4选1数据选择器74LS153；8选1数据选择器74LS151和75LS251. 2.2.3 实验原理 能够实现从多路数据中选择一路进行传输的电路叫做数据选择器。数据选择器又称多路选择器，是中规模集成电路中应用非常广泛的组合逻辑部件之一。它是一种与分配器过程相反的器件。它有若干个数据输入端，D0，D1，D2，……，若干个控制输入端A0，A1……和一个或两个输出端Q（或Q非）。当控制输入码A0，A1……具有不同数据组合时，将选择组合码所对应的二进制数Dx输出。由于控制输入端的作用是选择数据输入端的地址，故又称为地址码输入端。 目前常用的数据选择器有2选1、4选1、8选1等多种类型。本实验主要熟悉4选1和8选1数据选择器。下面分别介绍它们的逻辑功能。 2.24 实验内容 1.测试74LS153的逻辑功能，验证是否和表2-2-1的功能一致。 仿真图：
2.用多路选择器设计实现一个8421-CD非法码检测电路。使得当输入端为非法码组合时输出1，否则为0.二进制数与BCD码的对应关系如下。写出函数Y的表达式，并进行化简，然后画出电路图，接线调试电路，用发光二极管显示输出结果，观察是否与表2-2-5相符。设Y=0表示发光二极管熄灭，Y=1表示发光二极管点亮。 二进制数与BCD码的对应关系 二进制B BCD码 B3 B2 B1 B0 Q3 Q2 Q1 Q0 Y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 表达式: Y=B3(B2B1B0+B2B1B0ˊ+ B2B1ˊB0+ B2B1ˊB0ˊ+ B2ˊB1ˊB0ˊ+ B2ˊB1B0ˊ)由题示真值表化简得Y=B3B2+B3B1 将74LS151的三个地址输入端A、B、C接B1、B2 、B3，将输入D5、D6、D7接1，其他都接0. 仿真图：