数字电路与系统东南大学信息科学与工程学院
第四章常用的组合逻辑电路模块及应用■编码器■译码器
■数据选择器■数据分配器
■数值比较器■奇偶校验/产生电路■算术运算■算术逻辑单元
本章的讲述方法
在学习本章内容之前，我们已经学习过组合逻辑电路的分析方法和设计方法，因此，对于本章内容，我们采用两种方法来讲述：
◆一是按照组合逻辑电路的分析方法，给出组合逻辑模块的电路，分析其功能；
◆另一种是给出逻辑功能，设计相应的电路模块；
◆某些模块，我们直接给出功能表和逻辑符号；
这样，我们可以回顾前面学过的方法。无论是分析还是设计常用的组合逻辑模块，我们都理解了其逻辑功能，在此基础上，介绍其应用
数据选择器
◆数据选择器是能够从一组输入的数据中，选择出所需要的一个数据，并将其输出；
◆这相当于一个多路到一路的开关；
◆在光纤通信中，也称为复接器；
◆它可以将多路的低速并行数据转换为一路的高速数据；
◆常用的中规模集成数据选择器有双4选1，8选1和16选1等；
双4选1数据选择器74153的逻辑图
◆A1、A0通常称为地址端，两个四选一公用，D0-D3称为数据端；
◆74153的逻辑符号如图
◆除了集成的双四选一数据选择器外，还有8选1数据选择器集成电路模块74151；
◆8选1数据选择器74151逻辑图：
◆由此我们可以得到8选1数据选择器74151的功能表：◆给出74151逻辑符号：
?显然，Di=1时，其相应的最小项m i就在与或式中出现，当Di=0时，对应的最小项就不出现；
?如果要实现的逻辑函数变量数等于或者小于数据选择器地址端数量，用一个数据选择器就可以实现逻辑函数；
?当逻辑函数变量数多于地址端数时，可以采用两种方法：
?采用降维卡诺图的方法，降低逻辑函数的维数，使其与数据选择器地址端的数量一致；
?扩展数据选择器，使其地址数量与逻辑函数的变量数相同；
◆例：用74151实现函数
F（A，B，C）＝∑m(3,5,6,7)
●数据选择器地址端数等于要实现的函数的变量数；
●将74151的A2、A1、A0分别接A、B、C；
●数据输入端D3，D5，D6，D7接1，其它数据输入端接0；
例：用8选1数据选择器74151实现函数
F（A,B,C,D）=∑m(1,5,6,7,9,11,12,13,14)
这个函数的变量数是4个，而74151数据选择器的地址端只有3个；
①采用两片74151构成16选1：让地址端数与变量数相等；
②用降维卡诺图的方法：本质上也是让地址端数与变量数相等；下面我们分别介绍这两种方法；
①两片74151扩展为16选1实现：
●根据74151功能表，利用使能端，
A作为地址最高位，输出用或门；
●扩展后地址端数量等于函数变量数；
●根据函数的最小项表达式，相应的最小项接1，其余接0；
●如图所示
◆采用降维卡诺图的方法，实现函数的逻辑图为（降D即可）：
◆用数据选择器实现逻辑函数，不需要化简；（为什么？最小项）
数据分配器
◆数据分配器与数据选择器的功能相反；
◆将输入来的数据送到若干个数据通道中的一个；
◆相当于一路到多路的开关；
◆通信中称为分接器：将一路高速串行数据变为多路低速并行数据；
◆逻辑上是一个数据连接到若干个与门，用控制码控制与门的输出；
◆数据分配器的功能实际上与带有使能端的译码器功能一致；
◆例：1-4路数据分配器
我们来讨论其设计方法：
●1路输入串行数据D，输出4路数据Y0-Y3；
●控制信号A1A0，也称为地址信号；
●数据分配器的功能表就确定了：
分支器、分配器介绍 （福建金钱猫公司） 分支/分配器是一种高频宽带信号功率分配的无源器件。它的带宽目前已达到5—1000MHz，其结构简单，价格低廉，工作不需要电源，广泛用于HFC有线电视领域。器件分为室内型和野外型两种结构，以适应不同环境的需要。野外型器件除具有防水功能外，通常还具有过流功能，以适应需要通过电缆供电的网络。 分配器 能将卫星天线上高频头接收到的信号，经同轴电缆均等地分成多路的电子电路，我们称它为分配器，或叫功率分配器。常见的有两种：一种是有源的，其供电取自于卫星接收机向天线高频头的供电，有源分配器多见于六分配器、八分配器和少数四分配器。另一种是无源分配器，它是通过电感、电阻和电容进行无源分配的。分配器是ＣＡＴＶ网络前端设备中一个重要组成部件（后端常用分支器）。 分支器 分支器是在一个主输出信号顺利通过的情况下，能分出一部分低于主输出信号电平的一个或几个相等信号的电子电路，它也具有很好的隔离性。只要在主输出口接有标准阻抗的同轴电缆线或终端匹配电阻，分支口开路或短路对输入口阻抗和网络传输影响不大。有线电视网络运用这个特性来连接各用户终端主输入口。但要求每条线路终端主输出口必须接７５Ω标准负载，既不能开路也不能短路，也不允许接用。 分支分配器区别 1、分配器的端口标识为：IN、OUT、OUT这是一分二的分配器。分支器的端口标识为：IN、OUT、TAP、TAP这是一分二的分支器。 2、分配器出来的信号都一样的比如说306分配器就是说有一个进口（IN)三个出口(OUT) 每个出口衰减的DB数是6DB。分支器可以连级接，而分配器则不能连级接，因为分配器连级接衰减大。放大器后接一个分配器到电视,两个以上才能到电视的,中间请用分支器。
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
步进电机环形分配器 （1）工作原理 步进电机控制主要有三个重要参数即转速、转过的角度和转向。由于步进电机的转动是由输入脉冲信号控制，所以转速是由输入脉冲信号的频率决定，而转过的角度由输入脉冲信号的脉冲个数决定。转向由环形分配器的输出通过步进电机A、B、C相绕组来控制，环形分配器通过控制各相绕组通电的相序来控制步电机转向。 如图1给出了一个双向三相六拍环形分配器的逻辑电路。电路的输出除决定于复位信号RESET外，还决定于输出端Q A、Q B、Q C的历史状态及控制信号－EN使能信号、CON正反转控制信号和输入脉冲信号。其真值表如表1所示。 图1 步进电机环形分配器 表1 真值表
（2）程序设计 程序设计采用组合逻辑设计法，由真值表可知： 当CON＝0时，输出Q A、Q B、Q C的逻辑关系为： 当CON＝1时，输出Q A、Q B、Q C的逻辑关系为： 当CON＝0，正转时步进机A、B、C相线圈的通电相序为： 当CON＝1，反转时各相线圈通电相序为： Q A、Q B、Q C的状态转换条件为输入脉冲信号上升沿到来，状态由前一状态转为后一状态，所以在梯形图中引入了上升沿微分指令。 PLC输入/输出元件地址分配见表2。 表2 PLC输入/输出元件地址分配表 根据逻辑关系画出步进电机机环形分配器的PLC梯形图，如图2所示。 CON10 Z EN CLK A B C A B C 1ΦΦ100100 01↑101110 01↑001010 01↑011011 01↑010001 01↑110101 01↑100100 PLC IN代号PLC OUT代号 X0CLK Y0Q A X1EN Y1Q B X2RESET Y2Qc X3CON
功率分配器设计 功分器全称功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时可也称为合路器。一个功分器的输出端口之间应保证一定的隔离度。功分器的主要技术参数有功率损耗（包括插入损耗、分配损耗和反射损耗）、各端口的电压驻波比，功率分配端口间的隔离度、功率容量和频带宽度等。 功分器通常为能量的等值分配，通过阻抗变换线的级联与隔离电阻的搭配，具有很宽的频带特性。 一、滤波器的数学原理 理想功率分配器具有以下3个特点： ●端口1无反射 ●端口2.3输出电压U2和U3幅度和相位相等 ●端口2.3输出功率比值为任意给定值1/k2 根据上面条件，可以得到（11.1）式子： 由传输线理论中提到的四分之一波长传输线阻抗变换理论，可以得到功率分配器两端分支线的特性阻抗为输入端传输线特性阻抗与负载阻抗的几何平均值，它们由式子（11.2）表示：
假设R2=kZ0，代入到（11.1）和（11.2）中，可以得到其他3个参量的值，得到（11.3）： 根据上式（11.3）可以计算出两段分支线的特性阻抗和输出端口的负载阻抗分别为： 通过计算，可以得到输入端口的匹配条件，输出端口的匹配条件以及输入输出端口完全隔离的条件，当这些条件同时满足时，隔离电阻和支线的特性阻抗的关系应为： 二、功率分配器的主要技术参数 ●通带内各端口反射系数 ●通带内量输出端口间的隔离度 ●通带内传输损耗 ●通带内功分比 ●通带内相位平衡度 本设计将一个频率功分器，它的设计指标如下所示。
●工作频率0.9-1.1GHz； ●中心频率1GHz； ●通带内端口反射系数小于-10db； ●端口2和端口3之间的隔离度小于-10db； ●端口1和端口2的传输损耗小于3.1db； 三、设计原理图 把输入端口与两路分支线连接起来，并在两路分支线之间插入隔离电阻TFR，如下图所示。
实验四数据选择器 一、实验目的 1. 熟悉中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。 2. 学习用集成数据选择器进行逻辑设计。 二、实验原理 数据选择器是常用的组合逻辑部件之一。它由组合逻辑电路对数字信号进行控制来完成较复杂的逻辑功能。它有若干个数据输入端D0、D1、…，若干个控制输入端A0、A1、…和一个输出端Y0。在控制输入端加上适当的信号，即可从多个输入数据源中将所需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上加上一组二进制编码程序的信号，使电路按要求输出一串信号，所以它也是一种可编程序的逻辑部件。 中规模集成芯片74LS153为双四选一数据选择器，引脚排列如图7—1所示，其中D0，D1，D2，D3为四个数据输入端，Y为输出端，A1，A2为控制输入端(或称地址端)同时控制两个四选一数据选择器的工作，G为工作状态选择端(或称使能端)。74LS153的逻辑功能如表7—1所示，当1 =G G时电路不工作，此 1= 2 ) ( 时无论A1、A0处于什么状态，输出Y总为零，即禁止所有数据输出，当( =G G时，电路正常工作，被选择的数据送到输出端，如A1A0=01，则选1= ) 2 中数据D1输出。 图7—1 图7—2 表7—1
当G =0时，74LS153的逻辑表达式为 中规模集成芯片74LS151为八选一数据选择器，引脚排列如图7—2所示。其中D 0—D 7为数据输入端，)(Y Y 为输出端，A 2、A 1、A 0为地址端，74LS151的逻辑功能如表7—2所示。逻辑表达式为 数据选择器是一种通用性很强的中规模集成电路，除了能传递数据外，还可用它设计成数码比较器，变并行码为串行及组成函数发生器。本实验内容为用数据选择器设计函数发生器。 用数据选择器可以产生任意组合的逻辑函数，因而用数据选择器构成函数发生器方法简便，线路简单。对于任何给定的三输入变量逻辑函数均可用四选一数据选择器来实现，同时对于四输入变量逻辑函数可以用八选一数据选择器来实现。应当指出，数据选择器实现逻辑函数时，要求逻辑函数式变换成最小项表达式，因此，对函数化简是没有意义的。 表7—2 例：用八选一数据选择器实现逻辑函数 CA BC AB F +== D A A D A A D A A D A A Y 3 1 2 1 1 1 1 +++= D 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 Y 7 2 6 1 2 5 1 2 4 1 2 3 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 +++ ++++=
微带功率分配器设计 1. 功率分配器论述： 1.1 定义： 功率分配器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路信号能量输出的器件，也可反过来将多路信号能量合成一路输出，此时也可称为合路器。 1.2 分类： 1.2.1 功率分配器按路数分为：2 路、3 路和 4 路及通过它们级联形成的多路功率分配器。 1.2.2 功率分配器按结构分为：微带功率分配器及腔体功率分配器。 1.2.2 根据能量的分配分为：等分功率分配器及不等分功率分配器。 1.2.3 根据电路形式可分为：微带线、带状线、同轴腔功率分配器。 1.3 概述： 常用的功率分配器都是等功率分配，从电路形式上来分，主要有微带线、带状线、同轴腔功率分配器，几者间的区别如下： （1）同轴腔功分器优点是承受功率大，插损小，缺点是输出端驻波比大，而且输出端口间无任何隔离。微带线、带状线功分器优点是价格便宜，输出端口间有很好的隔离，缺点是插损大，承受功率小。 （2）微带线、带状线和同轴腔的实现形式也有所不同：同轴腔功分器是在要求设计的带宽下先对输入端进行匹配，到输出端进行分路；而微带功分器先进行分路，然后对输入端和输出端进行匹配。下面对微带线、带状线功率分配器的原理及设计方法进行分析。 2．相关技术指标： 2.1 概述： 功率分配器的技术指标包括频率范围、承受功率、主路到支路的分配损耗、输入输出间的插入损耗、支路端口间的隔离度、每个端口的电压驻波比等。 2.2 频率范围： 频率范围各种射频/微波电路的工作前提，功率分配器的设计结构与工
作频率密切相关。必须首先明确分配器的工作频率，才能进行下面的设计。 2.3 承受功率： 在大功率分配器/合成器中，电路元件所能承受的最大功率是核心指标，它决定了采用什么形式的传输线才能实现设计任务。一般地，传输线承受功率由小到大的次序是微带线、带状线、同轴线、空气带状线、空气同轴线，要根据设计任务来选择用何种线。 2.4 分配损耗： 主路到支路的分配损耗实质上与功率分配器的功率分配比有关。如理想的两等分功率分配器的分配损耗是3dB，四等分功率分配器的分配损耗6dB，常以S参数S21的dB值表示。 2.5插入损耗： 输入输出间的插入损耗是由于传输线（如微带线）的介质或导体不理想等因素，及端口不是理想匹配所造成的功率反射损耗，常以S参数S21的dB 值表示。 2.6 隔离度： 支路端口间的隔离度是功分器的另一个重要指标。如果从每个支路端口输入功率只能从主路端口输出，而不应该从其他支路输出，这就要求支路之间有足够的隔离度，如两支路端口2和3的隔离度用S23或S32的dB值表示。 2.7 驻波比: 在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Ｖmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Ｖmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的声压幅值Vmax与波节处的声压Vmin幅值之比。驻波比是表示两端口合理匹配的重要指标，因此每个端口的电压驻波比越小越好。 2．设计原理： 2.1 分配原理： 微带线、带状线的功分器设计原理是相同的，只是带状线的采用
第9章 功率分配器的设计与仿真 章
在射频/微波电路中， 为了将功率按一定比例分成两路或多路， 需要使用功率分配器 （简 称功分器）。反过来使用的功率分配器是功率合成器。在近代射频/微波大功率固态发射源 的功率放大器中广泛地使用功分器，而且通常功分器是成对使用，先将功率分成若干份， 然后分别放大，再合成输出。 在20世纪40年代，MIT辐射实验室（Radiation Laboratory）发明和制造了种类繁多的 波导型功分器。它们包括E和H平面波导T型结、波导魔T和使用同轴探针的各种类型的功 分器。在20世纪50年代中期到60年代，又发明了多种采用带状线或微波技术的功分器。平 面型传输线应用的增加，也导致了新型功分器的开发，诸如Wilkinson分配器、分支线混合 网络等。 本章分析功分器的设计方法，并利用ADS2009设计中心频率为750MHz的集总参数比 例型功分器和中心频率为1GHz的集总参数等分型功分器，进而给出中心频率为1GHz分布 参数（Wilkinson）功分器的电路和版图设计实例。 【本章重点】 ? 功分器的原理及技术指标 ? 集总参数功分器的设计及仿真 ? Wilkinson 功分器的设计及仿真
9.1 功分器的基本原理
一分为二功分器是三端口网络结构，如图 9-1 所示。信号输入端的功率为 P1，而其他 两个端口的功率分别为 P2 和 P3。由能量守恒定律 2 可知 1 功分器 P2 P 1= P 2+ P 3 （9-1） 3 P1 如果 P2（dBm）=P3(dBm)，三端口功率间的 P3 关系可写成 图 9-1 功分器示意图 P2（dBm）=P3(dBm)= P1（dBm）-3dB 当然，P2 并不一定要等于 P3，只是相等的情 况在实际电路中最常用。因此，功分器可分为等分型（P2=P3）和比例型（P2=kP3）两种类 型。
9.1.1 主要技术指标
功分器的主要技术指标包括频率范围、承受功率、主路到支路的分配损耗、输入输出 间的插入损耗、支路端口间的隔离带、每个端口的电压驻波比等。
1
3.3 数据选择器与数据分配器 本次重点内容: 1、数据选择器的电路原理与功能。 2、用数据选择器实现函数。 3、数字分配器的电路和功能 教学过程 3.3.1 数据选择器 在多路数据传输过程中,经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输,这就需要用到数据选择器。 在数据选择器中,通常用地址输入信号来完成挑选数据的任务。如一个4选1的数据选择器,应有两个地址输入端,它共有22=4种不同的组合,每一种组合可选择对应的一路输入数据输出。同理,对一个8选1的数据选择器,应有3个地址输入端。其余类推。 而多路数据分配器的功能正好和数据选择器的相反,它是根据地址码的不同,将一路数据分配到相应的一个输出端上输出。 根据地址码的要求,从多路输入信号中选择其中一路输出的电路,称为数据选择器。其功能相当于一个受控波段开关。多路输入信号:N个。输出:1个。地址码:n 位。应满足2n≥N。 (一、4选1数据选择器 1、逻辑电路:D3、D
2、D1、D0为数据输入端,A1、A0为地址信号输入端,Y为数据输出端,ST为使能端,又称选通端,输入低电平有效。 2、真值表:4选取1数据选择器的真值表。 3.由真值表可写出输出逻辑函数式 (二8选1数据选择器 MSI器件TTL 8:选1数据选择器CT74LS151 1.逻辑功能示意图:D 7、D
6 、D 5 、D 4 、D 3 、D 2 、D 1 、D 为数据输入端,A 2 、A 1 、A 为地址信 号输入端。Y和为互补输出端,ST为使能端,又称选通端,输入低电平有效。
2.数据选择器CT74LS151的真值表 3.输出逻辑函数: ?ST=1 , ??Y=0 , ??????????. ?ST=0 , ???????,??Y= (A 2A 1A 0D 0 +A 2A 1A 0D 1 +A 2A 1A 0D 2 +A 2A 1A 0D 3 +A 2A 1A 0D 4 +A 2A 1A 0D 5 +A 2A 1A 0D 6 + A 2A 1A 0D 7 ST Y= A 2A 1A 0D 0 +A 2A 1A 0D 1 +A 2A 1A 0D 2 +A 2A 1A 0D 3 +A 2A 1A 0D 4 +A 2A 1A 0D 5 +A 2A 1A 0D 6 + A 2A 1A 0D 7 (三用数据选择器实现组合逻辑函数 实现原理:数据选择器是一个逻辑函数的最小项输出器:
实验四数据选择器及应用 一、实验目的 （1）掌握采用中规模集成器件设计组合逻辑电路的方法。 （2）掌握数据选择器的工作原理。 （3）测定数据选择器的逻辑功能。 （4）设计并验证用数据选择器实现逻辑函数。 二、预习要求 （1）掌握数据选择器的工作原理。 （2）掌握用数据选择器实现逻辑函数的设计原则。 （3）片选端E'起什么作用？E'为何值时，选择器正常工作。 （4）如何用卡诺图分离出多余的变量？ 三、实验器材 （1）实验仪器：数字电路实验箱、万用表； （2）实验器件：74LS00、74LS32、74LS153、74LS151； 四、实验原理 以前所讨论的组合电路设计方法常称“四步法”，即列真值表，写出逻辑函数，简化逻辑函数和画逻辑图。一般只在使用小规模集成器件时使用。在中、大规模集成电路出现之后，逻辑设计方法有很大的改变。即可用中规模集成器件设计组合逻辑网络。 1. 数据选择器的工作原理 在数字信息的传输过程中，有时按要求从多路并行传送的数据中选通一路送到唯一的输出线上，形成总线传输。这时要用到数据选择器（多路转换器，可简称为MUX），逻辑符号如图4-1（a）所示。其功能类似于单刀多掷开关，如图4-1（b）所示。 由图4-1（a）看出，数据选择器有n条地址线，2n个输入线，一条输出线。其功能是根据地址线编码从2n个输入信号中选用一个信号输出。即可以把它看成二进制编码的可控开关，由编码控制选通信息，如图4-1（b）所示。
（a ）数据选择逻辑符号 （b ）单刀多掷开关 图4-1 数据选择器 图4-2是4选1数据选择器。图中1A 、0A 是地址变量，由地址代码来选择 数据通道；0123D D D D 是输入信号；F 是输出信号；E '是使能端或片选端，低电平有效。当E '为低电平时，数据选择器正常工作；E '为高电平时，数据选择器禁止工作。数据选择器的功能如表4-1所示。 （a ）电路 （b ）逻辑符号 图4-2 4选1数据选择器 表4-1 4选1 MUX 功能表
数据选择器与数据分配器 本次重点内容： 1、数据选择器的电路原理与功能。 2、用数据选择器实现函数。 3、数字分配器的电路和功能 教学过程 3.3.1 数据选择器 在多路数据传输过程中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输，这就需要用到数据选择器。 在数据选择器中，通常用地址输入信号来完成挑选数据的任务。如一个4选1的数据选择器，应有两个地址输入端，它共有22＝4种不同的组合，每一种组合可选择对应的一路输入数据输出。同理，对一个8选1的数据选择器，应有3个地址输入端。其余类推。 而多路数据分配器的功能正好和数据选择器的相反，它是根据地址码的不同，将一路数据分配到相应的一个输出端上输出。 根据地址码的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路，称为数据选择器。 其功能相当于一个受控波段开关。多路输入信号：N个。输出：1个。地址码：n 位。应满足2n≥N。 （一）、4选1数据选择器 1、逻辑电路：D3、D 2、D1、D0为数据输入端，A1、A0为地址信号输入端，Y为数据输出端，ST为使能端，又称选通端，输入低电平有效。 2、真值表：4选取1数据选择器的真值表。
3．由真值表可写出输出逻辑函数式 （二）8选1数据选择器 MSI 器件TTL 8：选1数据选择器CT74LS151 1．逻辑功能示意图：D 7、D 6、D 5、D 4、D 3、D 2、D 1、D 0为数据输入端，A 2、A 1、A 0为地址信号输入端。Y 和 为互补输出端，ST 为使能端，又称选通端，输入低电平有效。 2．数据选择器CT74LS151的真值表
3．输出逻辑函数： Y= (A2A1A0D0 +A2A1A0D1 +A2A1A0D2 +A2A1A0D3 +A2A1A0D4 +A2A1A0D5 +A2A1A0D6 + A2A1A0D7 )ST ?ST=1 , ??Y=0 , ??????????. ?ST=0 , ???????,?? Y= A2A1A0D0 +A2A1A0D1 +A2A1A0D2 +A2A1A0D3 +A2A1A0D4 +A2A1A0D5 +A2A1A0D6 + A2A1A0D7 （三）用数据选择器实现组合逻辑函数 实现原理：数据选择器是一个逻辑函数的最小项输出器：
有线电视（CATV）分支器，分配器，放大器区别 分配器：普通家庭有多台电视，可以用这种。它可以将一路入户的有线信号分成多路信号输出到电视，输出信号相互隔离，不会发生串扰的现象。各路输出的信号对比输入信号会有一定的衰减，衰减也都相同。 分支器：TAP口又叫BR口，意思为分支，如果有将分支设备串联需要的时候，就要用到分支器。它的形式与分配器类似。但它的输出只有一个OUT口，其余为若干个BR口，OUT口的衰减很小，为分支器与分支器之间的连接接口。BR口的信号衰减较大，不可再作为分支器串联的干路连接，一般直接连接到终端。 放大器：如果入户信号不强，分配给多个电视后，由于分配器会产生对信号衰减的副作用，电视画面会出现较大的雪花。这时可以在分配器前加一个放大器，增强信号增益，减少画质劣化。 即使不使用分配器，也可以使用放大器放大信号。 南京中卫1.5M正馈天线城市有线电视网络通到每个用户家里的信号，一般可以保证达到一个终端的收看标准，当您家中有多台电视机时，就要加装分配器，以保证多台电视机的收看。分配器是有衰减的，但是它的衰减也是平均的，以三分配器为例，它的三个分配端口的衰减量都是一样的6dB, 而您现在使用的是分支器，它的各输出端的衰减是不一样的，OUT端是主输出端，它的衰减叫插入损耗，仅仅只有1-2dB,而BR(branch)端是分支端，它的衰减量叫分支衰减量，依型号不同在6-24dB,这也就是您接OUT清楚而接BR不行的原因。所以您只要将分支器换成分配器就可以了，只要您家信号强度比较好，接入分配器也是看不出什么衰减的。你需要分四路，就选择四分配器。不要留富余，因为分配数量与衰减量是成正比的。 举个例子：一路信号有80dB通过二分配器204，每个输出口衰减了4dB，成为2路76dB的信号，同样80dB信号通过一分支器108，分支口输出衰减8dB，成为72dB，另一路主路输出衰减2dB，成为78dB。如果通过一分支器112，分支口输出衰减12dB，成为68dB，另一路主路输出衰减1dB，成为79dB。这就是分支器和分配器的区别，分配器是平均分配，分支器可以根据需要分得合适的电平。另外在使用时分配器输出口必须阻抗匹配（不能悬空也不能短路）否则会产生反射，干扰其他用户；分支器的主路输出也必须阻抗匹配，但是分支口可以开路或短路。高斯贝尔高频头 结论：分支器一般用在用户接入口，分配器一般用在分配网络。 1、分支器：常用分为1分支~4分支。例如2FZ08指的是一个输入（in），一个输出（out）插入损耗大约4DB，2个分支口（BR）每个口大约衰减8DB。 分配器：常用为2~4分配，例如2FP，两个输出口衰减是一样的。 2、分配器就是把一路信号平均分成几路相等的信号输出，即每个输出口的衰减 值一样大。
智能功率分配器原理 平均户型面积为100m2 ，电力外网设计时平均每户设计标准为6KW，按照建筑物节能率为65%标准，电工暖热负荷不超过34W，耗热指标不超过15W，但为提升温度,实际安装按50W/m2 进行。每户电供暖总负荷为5000W，电视、冰箱、照明小负荷设备，即长时间运行设备总负荷约800W，合计为5800W，未超过每户住宅6KW标准。 智能功率分配器通过实时监控电力负荷，合理分配电流输出，由智能功率分配器中的智能程序启动和停止电供暖负荷。当家用电器达到用电高峰时，电采暖低负荷运行。当家用电器负荷低谷时，电采暖自动开启投入运行。一般住户用电高峰为早、中、晚、三个时间段，时间不超过一天的三分之一，所以不影响电采暖正常使用
随着人们生活水平的提高，家庭中的家用电器越来越多，家庭使用电力负荷也越来越大。在冬季使用电采暖系统时，所有家用电器的实时总负荷将大于电力系统给每户额定输入功率，总负荷增大后，用户的电力系统部安全因素将增加或者不能正常供电。智能功率分配器通过实时监控进户电网功率，根据不同时间与不同用户要求，使用优先方式、分时方式、均分方式合理的分配主功率与电采暖功率的大小，避免了用户实际使用负荷过大问题，使供电电网更加安全。
A：检测进户主负载功率，根据时间与用户要求自动分配电采暖输出功率。 B：检测供电电压，当电压过大时自动保护旁路中的电热线缆。C：三路电采暖负载输出，每一路独立输出最大功率为2KW。D：自动保护电采暖输出回路，电采暖输出回路出现短路、断路时，自动关闭当前电采暖输出回路。 E：实时显示主回路与电采暖回路功率。 F：每天电采暖工作时间不小于16小时，在最低温度下完全满足任何用户的采暖量。 G：完善的故障保护，故障警告。 H：结构尺寸小巧，可以直接安装在用户的进户配电箱中。
学生实验报告 系别电子工程学院课程名称数字电子技术实验 班级11通信1班实验名称数据选择器及其应用 姓名钟伟纯实验时间2012年11月15日 学号201141302114 指导教师张宗念 报告内容 一、实验目的和任务 1、掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法。 2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 二、实验原理介绍 数据选择是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的功能相当于一个多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下： 图中有四路数据D0~D3，通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中一路数据送至输出端Q。 1、八选一数据选择器74LS151 74LS151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端CBA，可选择D0~D7这8个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端Y和反相输出端WN。其引脚图如下图11-2所示，功能表如下表11-1所示，功能表中‘H’表示逻辑高电平；‘L’表示逻辑低电平；‘×’表示逻辑高电平或低电平：
图11-2 74LS151的引脚图表表11-1 74LS151的功能表 2、双四选一数据选择器74LS153 74LS153数据选择器有两个完全独立的4选1数据选择器，每个数据选择器有4个数 据输入端I0~I3，2个地址输入端S0、S1，1个使能控制端E和一个输出端Z，它们的功能表如表11-2，引脚逻辑图如图11-3所示。其中，EA、EB使能控制端（1、15脚）分别为 A路和B路的选通信号，I0~I3为四个数据输入端，ZA（7脚）、ZB（9脚）分别为两路的输出端。S0、S1为地址信号，8脚为GND，16脚为V CC。 3、用74LS151组成16选1数据选择器 用低三位A2A1A0作每片74LS151的片内地址码, 用高位A3作两片74LS151的片选信号。当A3=0时，选中74LS151(1)工作, 74LS151(2)禁止；当A3=1时，选中74LS151(2)工作, 74LS151(1)禁止，如下图所示。
实验三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3－1所示，图中有四路数据D 0～D 3 ，通过选择控制信号 A 1 、A （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，也有用传输门开关和门电路混合而成的。 1、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3－2，功能如表3－1。 选择控制端（地址端）为A 2～A ，按二进制译码，从8个输入数据D ～D 7 中，选择一个 需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。 图3－1 4选1数据选择器示意图图 3－2 74LS151引脚排列表3－1
使能端S＝1时，不论A 2～A 状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多 路开关被禁止。 1）使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 2、A 1 、A 的状态选 择D 0～D 7 中某一个通道的数据输送到输出端Q。 如：A 2 A 1 A ＝000，则选择D 数据到输出端，即Q＝D 。 如：A 2 A 1 A ＝001，则选择D 1 数据到输出端,即Q＝D 1 ，其余类推。 2、双四选一数据选择器 74LS153 所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。引脚排列如图3－3，功能如表3－2。 图3－3 74LS153引脚功能 S1、S2为两个独立的使能端；A 1、A 为公用的地址输入端；1D ～1D 3 和2D ～2D 3 分别为 两个4选1数据选择器的数据输入端；Q 1、Q 2 为两个输出端。 1）当使能端S1（2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q＝0。 2）当使能端S1（S2）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 的状态，将相应 的数据D 0～D 3 送到输出端Q。 如：A 1A ＝00 则选择D O 数据到输出端，即Q＝D 。 A 1A ＝01 则选择D 1 数据到输出端，即Q＝D 1 ，其余类推。 数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。
1、分配器的端口标识为：IN、OUT、OUT这是一分二的分配器 2、分支器的端口标识为：IN、OUT、TAP、TAP这是一分二的分支器 3、分配器出来的信号都一样的比如说306分配器就是说有一个进口（IN)三个出口(OUT) 每个出口衰减的DB数是6DB。 4、分支器可以连级接，而分配器则不能连级接，因为分配器连级接衰减大。放大器后接一个分配器到电视,两个以上才能到电视的,中间请用分支器。 5、分支器与分配器最大的区别就在于输出到电视的输出口不同，分支器输出到电视的是BR输出口，而分配器是OUT 输出口。 6、分配器对信号进行同等的分配，在有线电视经常用到，2 3 4 6 8分配器或更大。 7、分支器从主路上取出少部分信号送到分支口的功率电平
分配器件称为分支器。 8、分支器不一样，比如说410分支器是一个进口（IN) 5个出口其中只有一个(OUT)口其余4个是BR（分支）口BR 口衰减是10DB OUT口衰减是2DB 也就是我们常说的插入损耗。在安装时，分配器的每个输出口子，绝对不可以空载，否则会由于阻抗不匹配的原因造成重影，一般都要求加上阻抗匹配器。而对于某几级的分支器的分支输出口，则关系不大。 9、分支/配器区别：分支器输出、输入的电平不相等，分配器输出、输入的电平完全相等。 10、分支器的OUT输出口是输出给下路需要接分支分配器用的输出口，因为分支器的OUT输出口的衰减很小，所以作为干路的分支设备，使后面串联线路中的电视信号衰减减小，配合干路放大器使整个线路中的信号均衡。 分支器是在一个主输出信号顺利通过的情况下，能分出一部分低于主输出信号电平的一个或几个相等信号的电子电路，它也具有很好的隔离性，只要在主输出口接有标准阻抗的同轴电缆或终端匹配电阻，分支口开路或短路对输入口的网络
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，其中和为芯片的公共地址输入端，和分别为芯片的公共电源端和接地端。Figure1为其管脚图： Figure 1 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、两个地址输入端和使能端（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： 00 01 11 10 00 AB CD
01 0 0 1 0 11 0 0 1 0 10 0 1 将D 降到数据输入端中。对应的卡诺图如下： 00 01 11 10 0 1 0 0 D 0 0 1 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（图中即，后面的图均为如此）： Figure 3 (3) 用74LS00与74LS153设计一位全加器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。 C AB
实验四数据选择器及其应用 以下是为大家整理的实验四数据选择器及其应用的相关范文，本文关键词为实验,数据,选择器,及其,应用,实验,数据,选择器,及其,应，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在教育文库中查看更多范文。 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4－14选1数据选择器示意图图4－274Ls151引脚排列 表4－1输入s输出A0×01010101Q0D0D1D2D3D4D5D6D7QA2×00001111A1×00110011100 0000001D0D1D2D3D4D5D6D7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。 1、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，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Q，s为使能端，低电平有效。 1）使能端s＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。
数电-实验四-数据选择器及其应用-实验报告
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 输入输出?S A2 A1 A0 Q ?Q 1 x x x 0 1 0 0 0 0 D0 ?D0 0 0 0 1 D1 ?D1
有线电视分支器与分配器的功能及图形 1、分配器的端口标识为：IN、OUT、OUT这是一分二的分配器 2、分支器的端口标识为：IN、OUT、TAP、TAP这是一分二的分支器 3、分配器出来的信号都一样的比如说306分配器就是说有一个进口（IN)三个出口(OUT) 每个出口衰减的DB数是6DB。 4、分支器可以连级接，而分配器则不能连级接，因为分配器连级接衰减大。放大器后接一个分配器到电视,两个以上才能到电视的,中间请用分支器。 5、分支器与分配器最大的区别就在于输出到电视的输出口不同，分支器输出到电视的是BR输出口，而分配器是OUT输出口。 6、分配器对信号进行同等的分配，在有线电视经常用到，2 3 4 6 8分配器或更大。 7、分支器从主路上取出少部分信号送到分支口的功率电平分配器件称为分支器。 8、分支器不一样，比如说410分支器是一个进口（IN) 5个出口其中只有一个(OUT)口其余4个是BR（分支）口 BR口衰减是 10DB OUT口衰减是2DB 也就是我们常说的插入损耗。在安装时，分配器的每个输出口子，绝对不可以空载，否则会由于阻抗不匹配的原因造成重影，一般都要求加上阻抗匹配器。而对于某几级的分支器的分支输出口，则关系不大。 9、分支/配器区别：分支器输出、输入的电平不相等，分配器输出、输入的电平完全相等。 10、分支器的OUT输出口是输出给下路需要接分支分配器用的输出口，因为分支器的OUT输出口的衰减很小，所以作为干路的分支设备，使后面串联线路中的电视信号衰减减小，配合干路放大器使整个线路中的信号均衡。 分支器是在一个主输出信号顺利通过的情况下，能分出一部分低于主输出信号电平的一个或几个相等信号的电子电路，它也具有很好的隔离性，只要在主输出口接有标准阻抗的同轴电缆或终端匹配电阻，分支口开路或短路对输入口的网络的影响不大，有线电视网络运用这个特性来连接用户终端主输入口。 分支器:从主路上取出少部分信号送到分支口的功率电平分配器件称为分支器。主路的输出/输入口分别用OUT和IN表示，支路的分支口用BR表示。分配器输入信号等分到输出口的功率电平分配器件称为分配器。输出/输入口分别用OUT和IN表示。一分支器二分配
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