实验3 数据选择器

实验三：数据选择器和译码器应用1. 能力培养目标● 理解数据选择器和译码器的逻辑功能● 运用数据选择器和译码器的逻辑关系设计实际应用2. 项目任务要求（1）测试4选1数据选择器的逻辑功能，通过示波器观测每种组合下数据选择器的输出波形（2）测试2-4线译码器的逻辑功能（3）将2-4线译码器扩展组成3-8线译码器，利用两个2-4线译码器扩展组成3-8线译码器（4）利用2-4线译码器设计并实现组合逻辑电路B A F ⊕=【选做】3. 项目分析（1） 数据选择器及主流芯片数据选择器是一种多输入、单输出的组合逻辑电路，其应用主要包括通过级联进行通道扩展数据输入端的个数；或者配合门电路实现逻辑函数，组成函数发生器。

数据选择器中常见的芯片有双4选1数据选择器74LS153芯片。

74LS153中的引脚G 用于控制输出。

当G 为高电平时，禁止输出，引脚Y 输出为低电平；当G 为低电平时，允许输出，由数据选择端B 、A 决定C 0、C 1、C 2、C 3中的哪个数据送往数据输出端Y 。

14131211109161234567双4选1数据选择器 74LS153Vcc2GA2C 32C 22C 12C 01Y1GB1C 31C 21C 11C 01582YGND图2-3-1 74LS153引脚结构图 表2-3-1 4选1数据选择器真值表选择输入 数据输入 选通 输出 B A C 0 C 1 C 2 C 3 G Y X X X X X X H L L L L X X X L L L L H X X X L H L H X L X X L L L H X H X X L H H L X X L X L L H L X X H X L H H H X X X L L L H HX X X HLH（2） 译码器及主流芯片译码器中常见的芯片有双2-4线译码器74LS139，其引脚结构图和真值表分别如下：14131211109161234567双2-4线译码器 74LS139Vcc2G2A2B2Y 02Y 12Y 21Y 31G1A1B1Y 01Y 11Y 21582Y 3GND图2-3-2 74LS139引脚结构图 表2-3-2 2-4线译码器真值表输入端输出端允许G选择B AY 0（____________________0BA G Y =） Y 1（_________________1B A G Y =） Y 2（_________________2B A G Y =）Y 3（______________3B A G Y =）H X X H H H H L L L L H H H L L H H L H H L H L H H L H LH HH H H L在74LS139中，引脚G 用于控制输出。

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*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。

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 11Q=A1A01D0+A1A0?1D1+A1A0?1D2+A1A0?1D32Q=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：将D 降到数据输入端中。

对应的卡诺图如下：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Cx 即Dx，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。

实验三数据选择器及其应用一、实验目的（1）通过实验的方法学习数据选择器的电路结构和特点。

（2）掌握数据选择器的逻辑功能及其基本应用。

二、实验设备（1）数字电路实验箱（2）74LS00、74LS153三、实验原理数据选择器（Multiplexer）又称为多路开关, 是一种重要的组合逻辑部件, 它可以实现从多路数据中选择任何一路数据输出, 选择的控制由专门的端口编码决定, 称为地址码, 数据选择器可以完成很多的逻辑功能, 例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。

本次实验使用的是双四选一数据选择器。

常见的双四选一数据选择器为TTL双极型数字集成逻辑电路74LS153, 它有两个4选1, 外形为双列直插, 引脚排列如图2.7.1所示, 逻辑符号如图2.7.2所示。

其中D0、D1、D2、D3为数据输入端, A0、A1为数据选择器的控制端（地址码）, 同时控制两个选择器的数据输出, 为工作状态控制端（使能端）, 74LS153的功能表见表2.7.1。

其中：图2.7.1 图2.7.2输入输出A1A01Q2Q 1X X000001D02D00011D12D10101D22D20111D32D3表 2.7.1（1）设计实验以A.B代表正、副指挥, C.D代表两名操作员, “1”代表通过, “0”代表没有通过。

F代表产生点火信号, “1”代表产生点火信号, “0”代表没有产生点火信号。

只有当A.B 同时为“1”, 且C和D中至少有一个为“1”时, 输出F才为“1”, 及连接在电路中的指示灯亮起, 否则, 指示灯不亮。

据此, 画出真值表如图:A B C D F00000000100010000110010000101001100011101000010010101001011011000110111110111111画出卡诺图:ABCD00 01 11 1000 01 11 100000 0010 0010 0010降维：ABC00 01 11 100 100D0 0010再降维：AB 0 10 100 0C+D因为, 所以可以用74LS00实现C和D的与, 然后将C+D输入数据选择器, 配合地址端的A.B, 即可实现预设功能。

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D0～D3，通过选择控制信号 A1、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74LS15174LS151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A2～A，按二进制译码，从8个输入数据D～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。

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A2～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A2、A1、A的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。

如：A2A1A＝000，则选择D数据到输出端，即Q＝D。

如：A2A1A＝001，则选择D1数据到输出端,即Q＝D1，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；A1、A为公用的地址输入端；1D～1D3和2D～2D3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q1、Q2为两个输出端。

1）当使能端S1（S2）＝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A1、A的状态，将相应的数据D0～D3送到输出端Q。

数字电路实验报告姓名：班级：学号：同组人员：实验二数据选择器及其应用一、实验目的1．了解74LS00、74LS153芯片的内部结构和功能；2．掌握数据选择器的逻辑功能及其基本应用。

二、实验设备1、数字电路试验箱2、74LS00、74LS153三、实验原理数据选择器可以实现从多路数据中选择任何一路数据输出，选择的控制由专门的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多逻辑功能。

具体原理见课本四、实验内容1、用数据选择器完成导弹发射导弹发射的时候，A、B是指挥官，只有当A、B都同意才能发射，C、D是操作员，听到A、B都同意的指令C、D才发射导弹，C、D任何一个发射都算完成任务。

同意指令为“1”，不同意为“0”，发射为“1”，不发射为“0”。

真值表如下：发射导弹的情况如下：实验中只有74LS00、74LS153，利用这两个器件设计电路如下：开关从左到右依次为A 、B 、C 、D ，AB 接C 1、C 2、C 3 ,C 0=0,C 、D 接地址端，即可完成导弹发射功能。

2、 用数据选择器设计全加器电路实验电路如下：如图所示：开关从左至右依次为Ai、Bi、Ci-1,A、B位地址输入端，1C1、1C2接Ci-1’，1C0、1C3接Ci-1；2C0=0，2C3=1，2C1、2C2接Ci-1，即可完成全加器功能。

五、实验结果12、全加器实验结果A i=1,B i=0,C i-1=1时的实验结果以上两个实验结果均符合设计要求。

六、实验心得通过这三次实验，对数字电路的有了进一步的了解。

学会用数据选择器设计简单的功能电路。

对数据选择器的掌握程度有了进一步的加深。

实验三数据选择器及其应用
要求:当3个输入变量中的2个或3个为高电平时，输出为高电平，否则输出
为低电平。

(1)根据设计要求列出真值表(或卡诺图)。

(2)使74LS151的3个地址端与多数表决器3个输入变量一一对应，根据真
值表，确定74LS151的8个数据输入端的取值。

(3)画出实验电路图。

并自拟数据记录表格。

(4)搭建所设计的电路，验证其逻辑功能是否符合要求。

(5)记录实验结果。

4.用双4选1数据选择器74LS153实现一位二进制全加器（选做）
(1)按图3.6接线。

(2)按全加器的真值表(表3.4)，验证电路逻辑功能是否符合要求。

(3)自拟数据记录表格，记录实验结果。

五、预习要求
1.复习数据选择器的工作原理。

2.熟悉74LS151、74LS153和74LSOO
的功能及外引脚排列。

3.用8选1数据选择器74LS151设计3输
入多数表决电路，写出设计过程、画出实验
电路图。

4.自拟各实验内容所需的数据记录表
格。

六、实验报告要求
1.写明实验目的
图3.774LS151逻辑功能测试实验接线图
2.简述实验原理，画出实验电路图。

对实验内容3，需写出设计过程。

3.整理和记录实验数据。

4.总结在实验过程中遇到的问题及解决的办法。

5.列写所用的实验设备和器件。

6.总结注意事项。

七、思考题
1.用两片74LS151如何实现16选1功能?
2.74LS153双4选1数据选择器能否各自独立工作?。

学生实验报告系别电子信息学院课程名称电子技术实验班级09电科实验名称数据选择器及其应用姓名实验时间2011年5月29日学号指导教师胡云峰报告内容一、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74LS15174LS151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74LS15374LS153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。

实验三数据选择器一、实验内容1.熟悉数据选择器的基本功能及测试方法；2.掌握用数据选择器作逻辑函数产生器的方法。

二、实验目的1.测试74LS151和74LS153的基本功能；2.用74LS151和74LS153来实现组合逻辑函数；3.研究数据选择器的基本功能特点及应用。

实验三数据选择器1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能：数据选择器74LS151引脚排列如图3-1所示：图3-1数据选择器74LS151引脚排列D0－D7为数据输入端A、B、C地址输入端Y：数据输出端G’＝0时，74LS151工作；G’＝1时，74LS151不工作构建数据选择器74LS151测试电路图，将测试结果填入如表3-1所示真值表。

表3-1数据选择器74LS151真值表2、测试数据选择器74LS153的逻辑功能：CX0－C3为数据输入端 A 、B 地址输入端 Y ：数据输出端G ’＝0时，74LS153工作；G ’＝1时，74LS153不工作构建数据选择器74LS153测试电路图，将测试结果填入如表3-2所示真值表。

表3-2数据选择器74LS153真值表3、用数据选择器74LS151实现逻辑函数：Y ＝0D ()C B A ＋1D ()C B A ＋2D ()C B A ＋3D ()BC A ＋4D ()C B A ＋5D ()C B A ＋6D ()C AB ＋7D ()ABC要有 ：Y=B A ＋C A ＋C B 则要：0D ＝1D ＝7D =02D ＝3D ＝4D ＝5D ＝6D ＝1 逻辑连接图如3-2所示：图3-2数据选择器74LS151实现逻辑函数4、用数据选择器74LS153实现逻辑函数：Y ＝0D ()B A ＋1D ()B A ＋2D ()B A ＋3D ()AB 要使：既有：0D ＝3D ＝0 1D ＝2D ＝1逻辑连接图如3-3所示：图3-3数据选择器74LS153实现逻辑函数实验后记：。