电子线路基础数字电路实验4 数据选择器

数据选择器及其应用实验报告数据选择器及其应用实验报告引言：数据选择器是数字电路中常见的一种基本逻辑电路元件，它用于从多个输入信号中选择一个输出信号。

在本次实验中，我们将通过设计和搭建一个数据选择器电路，并探讨其在实际应用中的潜力和限制。

一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建一个4位数据选择器电路，掌握数据选择器的原理和工作方式，并且了解其在数字电路中的应用。

二、实验器材和材料1. 电路模拟软件：我们选择了Multisim作为实验中的电路模拟软件，它可以帮助我们方便地进行电路设计和模拟。

2. 逻辑门芯片：我们使用了74LS153作为数据选择器的逻辑门芯片，它具有两个4-输入、1-输出的数据选择器。

3. 连接线、电源等辅助材料。

三、实验步骤1. 根据74LS153的逻辑图和引脚功能图，连接电路。

我们将两个74LS153芯片并联，以扩展数据选择器的位数，从而实现4位数据选择器。

2. 使用Multisim软件，设计并搭建电路。

根据74LS153的引脚功能图，将芯片的输入端与信号源相连，输出端与LED灯相连，以便观察电路的输出情况。

3. 对电路进行仿真测试。

通过Multisim软件，输入不同的数据信号，观察LED 灯的亮灭情况，并记录下来。

4. 分析和总结实验结果。

根据实验数据和观察结果，我们将对数据选择器的工作原理和应用进行分析和总结。

四、实验结果与分析在实验中，我们输入了不同的数据信号，观察到LED灯的亮灭情况与输入信号的变化相对应。

这验证了数据选择器的正确工作，并且证明了其在数字电路中的应用潜力。

然而，我们也发现了一些限制和局限性。

首先，数据选择器的位数限制了它能够处理的输入信号的数量。

在本次实验中，我们使用了4位数据选择器，因此只能选择4个输入信号中的一个。

如果需要选择更多的输入信号，我们需要使用更多的数据选择器进行级联。

此外，数据选择器的速度也是一个重要的考量因素。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择适合的数据选择器，以确保其能够满足系统的时序要求。

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 功能表由表4-1可写出输出F 的表达式如下：⎩⎨⎧+++==30120110100''''0D A A D A A D A A D A A F F 时时01='='E E 由表可看出，当1='E 时，输出0F =；当0='E 时，0001=A A 时，0D F =，相当于开关与0D 接通；0101=A A 时，1D F =，相当于开关与1D 接通；1001=A A 时，2D F =，相当于开关与2D 接通；1101=A A 时，3D F =，相当于开关与3D 接通。

实验四译码器和数据选择器一、实验目的1、熟悉集成译码器。

2、学习集成译码器和数据选择器的应用。

二、实验仪器及器件1、双踪示波器2、实验用元器件①74LS139 2 —4 线译码器1片②74LS153 双4选1 数据选择器1片③74LS00 二输入端四与非门1片三、预习要求1、预习译码器及数据选择器功能；2、熟悉所用集成电路的引线位置。

四、实验内容1、译码器功能测试将74LS139 译码器电路按图2.1 接线，参照表2.1 输入电平，测试输出状态并填入表中。

2、译码器转换将双２－４线译码器转换为３－８线译码器。

⑴画出转换电路图；⑵在实验箱上接线并验证设计是否正确；⑶填写该3-8 线译码器功能表2.2。

3、数据选择器的测试及应用⑴将双4选1数据选择器74LS153 参照图2.3.2 接线，测试其功能并填写表2.3。

⑵将实验箱脉冲信号源中固定连续脉冲4 个不同频率的信号接到数据选择器4 个输入端，输出端1Y 接示波器，选择端（A，B）仍按表 2.3 状态改变，分别观察4种不同频率的脉冲信号。

表2.34、七段数码管译码电路2.3数码管引脚 2.4 译码显示电路如图2.4所示，使用BCD-7译码器CD4511（共阴）与数码管采用共阴极连接，根据ABCD不同的输入，显示不同的输出，将结果记录入下表。

输入输出显示D C B A a b c d e f g0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 11 0 0 01 0 0 1。

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。

电学实验报告模板实验原理数据选择器的功能类似一个单刀多掷开关,如图1所示。

数据选择器在地址码的控制下，从多路数据输入中选择其中一个并将其送到一个公共的输出端。

图1 数据选择器示意图1. 4选1数据选择器图2 4选1数据选择器及其逻辑图2所示为4选1数据选择器及其逻辑。

该电路有4路输入数据和为地址输入。

为使能控制端，当时，数据选择器正常工作；当时，数据选择器的输出被锁定在“0”，不能选择。

由图2（b）可以得到该数据选择器的逻辑函数式为(1)2. 用4选1数据选择器扩展成8选1数据选择器8选1数据选择器有8路数据输入，3位地址输入。

如果用4选1数据选择器实现8选1，需要2片4选1数据选择器，如图所示。

其中,是通过4选1数据选择器的使能控制端接入的。

由图5并根据式（1），可以得到显然实现了8选1的逻辑功能。

图5 用4选1数据选择器扩展成8选1数据选择器实验仪器实验内容及步骤1. 测试和验证74HC153的逻辑功能（1）集成电路芯片74HC153引脚图74HC153是双4选1数据选择器，芯片内部包含两个独立的、完全相同的4选1数据选择器。

图7-5所示为引脚图。

每一个4选1数据选择器都设置了一个使能控制端。

两个4选1数据选择器共享地址输入端。

图6 74HC151引脚图（2）测试和验证74HC153的逻辑功能按图7连接电路。

实验数据记录在表7-1。

验证74HC153的逻辑功能。

图7 测试74HC151的逻辑功能实验电路表1（3）用一片74HC153扩展成8选1数据选择器图8 74HC153扩展成8选1数据选择器实验电路按图8连接电路。

实验数据记录在表2。

验证电路的逻辑功能。

表2实验结果及分析1.实验结果2.分析该实验结果表明74HC153元件实现了4选1的数据选择功能74HC153与74LS00两个4选1数据选择器拓展实现了8选1的逻辑功能实验结论1.74HC153具有4选1逻辑功能，能够实现数据选择，其有4路输入数据D0、D1、D2、D3，A0、A1为地址输入，为使能控制端，当时，数据选择器正常工作；当时，数据选择器的输出被锁定在“0”，不能选择。

数电实验四数据选择器及其应用实验报告一、实验目的1. 了解数据选择器的原理和设计方法；2. 学会使用74LS138和74LS151等多位数据选择器；3. 掌握数据选择器在逻辑电路中的应用。

二、实验器材和器件1. 万用表2. 示波器3. 计算机、PSpice、Multisim4. 实验电路板、电路图5. TTL集成电路：74LS138、74LS151三、实验原理数据选择器(Data Selector)是用于在多个数据中选择一个或者少数几个数据的组合逻辑电路，也叫做多路选择器(Multiplexer)。

数据选择器可用于控制信号的选择，实现对信号进行分时复用、多路数据选通等功能。

常见的数据选择器有8选1、16选1等。

常用的数据选择器有两种类型：1.位选型数据选择器2.数据选型数据选择器1. 位选型数据选择器位选型数据选择器是指选中或分配单元的控制时使用二进制码，用来控制选通信号的输入。

2. 数据选型数据选择器数据选型数据选择器是由一个或多个数据信号为输入，它们与二进制控制信号一起给出n个数据信号的任意线性组合输出，通过对选择信号的控制，能够把其中的一路信号送到输出端。

例如，74LS151是一种8选1数据选择器(DMUX)，它有8个输入端和1个输出端，还有3个控制端。

其中，控制端包括1个使能端(ENABLE)和2个选择端(A、B)。

输入端用来输入8个数据信号，而输出端则输出选择信号。

控制端用来输入控制信号，用来选择哪个输入端的数据信号送到输出端。

对于74LS151，控制信号的值决定了从哪个输入信号读取数据。

A B EN Y0 0 1 I00 1 1 I11 0 1 I21 1 1 I30 0 0 Z对于74LS138，3个控制信号的值决定了哪个输入信号将被传输到输出端口。

当输出选通(ENABLE=1)时，选通输出的某一输入的高电平(或低电平)基本上与输入选通指定的控制端台，关心。

实验4.2：8位数字式LED显示器应用通过构建逻辑电路，使用74LS151实现8位数码管的控制。

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4－1 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。

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。

2）使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。

如：A2A1A0＝000，则选择D0数据到输出端，即Q＝D0。

如：A2A1A0＝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4－3，功能如表4－2。

图4－3 74LS153引脚功能S 1、S 2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 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S 1（S 2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q ＝0。

数电实验实验报告四译码器和数据选择器引言：本实验旨在了解和掌握四译码器和数据选择器的原理和应用。

四译码器是数字电子电路中常见的器件，它将一个四位的二进制输入信号转换为一个十六位的输出信号。

数据选择器是另外一种常见的数字电路设备，它根据一个控制信号选择多个输入信号中的其中一个输出。

通过本实验，我们将深入学习和理解这些器件的工作原理和应用。

一、实验内容1.实验仪器和器件的使用本实验使用了以下工具和器材：数字万用表、集成电路74LS138、74LS151和74LS1532.实验步骤（1）将74LS138、74LS151和74LS153集成电路插入实验台的插座中。

（2）根据实验电路图连接电路。

（3）使用数字万用表检查电路连接的正确性。

（4）接通电源，观察四译码器和数据选择器的工作情况。

（5）根据实验要求，进行不同的输入输出组合测试。

（6）记录实验结果并分析。

二、实验原理1.四译码器四译码器是一种数字电路器件，它将一个四位的二进制输入信号转换为一个十六位的输出信号。

常见的四译码器有74LS138、74LS138采用电平译码的方式实现，当满足选择条件时，一个指定的输出信号会变为低电平，其他输出信号为高电平。

具体的工作原理如下：输入信号A、B、C用于选择要输出的信号。

当输入信号满足以下条件时，对应的输出Y变为低电平，其他输出Y为高电平：Y0=ABCY1=ABCY2=ABCY3=ABCY4=ABCY5=ABCY6=ABCY7=ABC数据选择器是另外一种常见的数字电路设备，它根据一个控制信号选择多个输入信号中的其中一个输出。

常见的数据选择器有74LS151和74LS153、74LS151是一个8位数据选择器，它有三个2位选择信号，根据选择信号选择要输出的数据。

74LS153是一个4位数据选择器，它有两个2位选择信号。

具体的工作原理如下：选择信号A、B用于选择要输出的数据。

当选择信号满足以下条件时，对应的数据输出：对于74LS151：Y0=D0Y1=D1Y2=D2Y3=D3Y4=D4Y5=D5Y6=D6Y7=D7对于74LS153：Y0=S0Y1=S1Y2=S1Y3=S1三、实验结果和分析在本次实验中，我们连接了74LS138、74LS151和74LS153三个集成电路，并根据实验要求进行了不同的输入输出组合测试。

实验四数据选择器一、实验目的1、进一步熟悉用实验来分析组合逻辑电路功能的方法。

2、了解中规模集成八选一数据选择器74LS151的应用。

3、了解组合逻辑电路由小规模集成电路设计和由中规模集成电路设计的不同特点二、实验仪器及设备1、数字逻辑实验箱DSB-3 1台2、万用表 1只3、元器件：74LS00 74LS04 各1块74LS20 74LS151 各1块导线若干三、实验线路图四、实验内容（简单实验步骤、实验数据及波形）1、利用数字逻辑实验箱测试74LS151八选一数据选择器的逻辑功能，按图5-1接线，将实验结果记录在下表中。

2、交通灯红用R、黄用Y、绿用G表示，亮为1，灭为0。

只有当其中一只亮时为正常Z=0，其余状态均为故障Z=1。

该交通灯故障报警电路如图5-1，接线并检查电路的逻辑功能，将结果记录在下表中，可得表达式为： Z（R，Y，G）=∑m（0，3，5，6，7）3、有一密码电子锁，锁上有四个锁孔A、B、C、D，按下为1，否则为0，当按下A和B、或A和D、或B和D时，再插入钥匙，锁即打开。

若按错了键孔，当插入钥匙时，锁打不开，并发出报警信号，有警为1，无警为0。

设计出电路如图5-3，按图接线并检查电路的逻辑功能，列出表述其功能的真值表，记录实验数据如下表，可得表达式为：F（A，B，C，D）=∑m（0，1，2，3，4，6，7，8，10，11，13，14，15）五、实验结果分析（回答问题）1、由以上实验测试结果，可知74LS151八选一的功能正常。

2、用中规模集成电路设计逻辑函数的特点为：较小规模集成电路更便于修改设计，且设计中多使用最小项表达式，设计思想可以更加清晰。

讲解74LS151的用法及数据选择器在微机控制等领域的应用。

此为学生自拟实验由学生自拟，老师着重是辅导。

实 验 报 告一、实验目的1、熟悉集成译码器、数据选择器逻辑功能和应用。

2、了解中规模数字集成电路的性能和使用方法。

二、实验基本原理组合逻辑电路的逻辑功能 三、实验设备及器件74LS139、74LS153、电阻若干、LED 灯若干 四、操作方法和实验步骤1、74LS139（双2-4线译码器）功能测试图4-1 74LS139引脚图图4-1中，G 端为使能端，低电平有效；A0A1地址选择端；Y0~Y3是输出端（低电平有效）将G 、A1、A0端接逻辑电平开关，改变电平输入，观察74LS139译码输出的状态并填入表4-1中。

使能端 地址选择端 输出端 G ’ A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1**1111实验课程名称 数字电子技术实验 实验项目名称 译码器和数据选择器专业、班级 电子信息类四班实验日期 2020-06-01姓名、学号 同 组 人 教师签名成 绩实验报告包含以下7项内容：一、实验目的 二、实验基本原理三、主要仪器及设备 四、操作方法和实验步骤五、实验原始数据记录 六、数据处理过程及结果、结论 七、问题和讨论A 2Y04B 3Y15Y26E 1Y37U2:A74LS139（注：G' 表示低电平有效，Y0' 表示输出低电平有效）A2Y04B3Y15Y26E1Y37U2:A74LS13911AB1ED1LED-GREEND2LED-GREEND3LED-GREEND4LED-GREENR2220R3220R4220R5220Y 输出低电平有效，Y端为低电平时，LED灯亮图4-1 74LS139译码器功能测试图（注：电阻的元件名称：res ，通过修改res属性来修改电阻值）2、译码器转换。

将74LS139（双2-4线译码器）转换为3-8线译码器（1）画出转换电路图。

实验四译码器和数据选择器一、实验目的1、深入理解集成译码器和数据选择器的工作原理2、掌握集成译码器和数据选择器的使用方法3、了解译码器和数据选择器的常见应用二、实验仪器及材料1、FPGA开发套件及软件开发环境2、器件74LS139 2-4线译码器74LS153双4选1数据选择器74LS00二输入四与非门三、实验内容1、译码器功能测试将74LS139译码器按图4.1引脚说明图接线，按表4.1输入电平分别置位，填写功能表2、译码器转换将2—4线译码器转换为3—8线译码器（1）画出转换电路图（2）在开发环境下搭建电路并验证设计是否正确（3）设计并填写该3—8线译码器功能表，画出输入输出波形3、数据选择器的测试及应用（1）完成双4选1数据选择器74LS153功能测试；（2）在仿真测试过程中，设置4个不同频率的数字脉冲信号作为数据输入，接到数据选择器4个数据输入端，将选择端置位，使输出端分别观察到4种不同频率脉冲信号。

根据观察结果填写表4.2。

（3）分析上述实验结果并总结数据选择器的作用4、中规模组合逻辑电路设计：分别采用集成3－8译码器和四选一数据选择器完成一位全减器设计。

表4.2 数据选择器功能表四、实验报告根据报告模板各部分内容撰写实验报告。

实验结果记录须包括：1.根据实验内容整理实验结果，阐述译码器和数据选择器功能及特性。

2.按照组合逻辑电路一般设计步骤，准确记录各步骤分析过程、设计内容。

要求图、表绘制规范，内容清晰。

3.对设计电路进行功能测试，记录测试数据，判断是否满足需求。

要求原始实验结果记录，即仿真测试波形图和实际硬件环境运行结果的拍照、截图。

4.数据的整理、分析，根据原始数据整理得到的真值表、时序图、状态转换图等，以及用输入、输出变量之间的逻辑关系分析描述。