实验五数据选择器及其应用
[实验目的]
1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法。
2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
[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4-5-1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，也有用传输门开关和门电路混合而成的。
图4-5-1 4选1数据选择器示意图图4-5-2 74LS151引脚排列
表4-5-1
1、8选1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4-5-2，功能如表4-5-1。
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1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：A 2A 1A 0=000，则选择D 0数据到输出端，即Q=0。
如：A 2A 1A 0=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。74LS153的引脚排列如图4-5-3，功能如表4-5-2。
表4-5-2
图4-5-3 74LS153引脚功能
1S ——
、2S ——
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1S ——
(2S ——
)=1时，多路开关被禁止，无输出，Q=0.
(2)当使能端1S ——
(2S ——
)=0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0~D 3送到输出端Q 。
如：A 1A 0=00，则选择D 0数据到输出端，即Q=D 0。
A 1A 0=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。
3、数据选择器的应用-实现逻辑函数
例1：用8选1数据选择器74LS151实现函数F=AB —
+A —
B (1)列出函数F 的功能表如表4-5-4所示。
(2)将A 、B 加到地址端A 1、A 0，而A 2接地，由表4-5-3可见，将D 1、D 2接“1”及D 0、D 3接地，其余数据输入端D 4~D 7都接地，则8选1数据选择器的输出Q ，便实现了函数 F=AB —
+A —
B
接线图如图4-5-4所示。
表4-5-3
图4-5-4 8选1数据选择器实现F=AB —
+A —
B 的接线图
显然，当函数输入变量数小于数据选择器的地址端(A)时，应将不用的地址端及不用的数据输入端(D)都接地。
例2：用双4选1数据选择器74LS153实现函数F= A —
BC + AB —
C +ABC —
+ABC 函数F 的功能如表4-5-4所示。
表4-5-4 表4-5-5
函数F 有三个输入变量A 、B 、C ，而
数据选择器有两个地址端A 1、A 0少于函数输入变
量个数，在设计时可任选A 接A 1，B 接A 0。将函数功能表改画成4-5-5形式，由表4-5-5不难看出：
D 0=0， D 1=D 2=C ， D 3=1
则4选1数据选择器的输出，便实现了函数F= A —
BC + AB —
C +ABC —
+ABC ，接线图如图4-5-5所示。
当函数输入变量大于数据选择器地址端数时，可能随着选用函数输入变量作地址的方案不同，而使其设计结果不同，需对几种方案比较，以获得最佳方案。 [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)
图
4-5-5 用4选1数据选择器实现 图4-5-6 74LS151逻辑功能测试
F= A —
BC + AB —
C +ABC —
+ABC
[实验内容与步骤]
1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能
按图4-5-6接线，地址端A 2、A 1、A 2数据端D 0~ D 7、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。
2、测试74LS153的逻辑功能 测试方法及步骤同上，记录之。
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。
(2)画出接线图，并在实验室连接电路进行测试。
(3)验证逻辑功能。
4、用8选1数据选择器74LS151实现逻辑函数F = AB—+A—C+BC—
(1)写出设计过程。
(2)画出接线图，并在实验室连接电路进行测试。
(3)验证逻辑功能。
5、用双4选1数据选择器74LS153实现全加器
(1)写出设计过程。
(2)画出接线图，并在实验室连接电路进行测试。
(3)验证逻辑功能。
[实验报告要求]
1、用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图。
2、判断实际测试结果与设计预期目标是否相符。
3、总结实验收获、体会。
[预习内容]
1、复习数据选择器的工作原理。
2、用数据选择器对实验内容中各函数式进行预设计。
速度选择器的应用 丁红明陈苡 浙江省平湖中学浙江平湖 314200 在电磁感应里面，经常要碰到速度选择器这一类型的题目，很多同学上课听的时候都会的，但应用到实践的时候，稍微变形就有困难了,下面对高中涉及到的速度选择器进行归纳整理. 一、原型 利用垂直的电场、磁场选出一定速度的带电粒子的装置.基本构造如图(1)所示，两平行金属板间加电压产生匀强电场E，匀强磁场B与E垂直. 当带电为q的粒子以速度v垂直进入匀强电场和磁场的 区域时，粒子受电场力qE和洛伦兹力qvB作用，无论粒 子带正电还是带负电，电场力和洛伦兹力的合力为零， 匀速通过这个区域.当初速度v0>v的时候，粒子往上偏； 当初速度v0 实验三数据选择器及其应用 一、实验目的 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 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9-1 4选1数据选择器示意图 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I0~I78个数据源，具有两个互补输入端，同相输出端Z和反相输出端Z。其引脚图和功能表分别如下： 2.双四选一数据选择器74LS153 所谓双四选一数据选择器就是在一块集成芯片上有两个完全独立的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9-2，引脚逻辑图如图9-3所示。 图9-3 74LS153引脚逻辑图表9-2 74LS153的真值表 其中，EA、EB（1、15脚）分别为A路和B路的选通信号，I0、I1、I2、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（14脚）、S1（2脚）为地址信号，8脚为GND，16脚为VCC。 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。 图9-4用74LS151组成16选1数据选择器 带电粒子在匀强磁场中的运动（1）（26） 一、 粒子速度选择器练习 如图，粒子以速度v 0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，根据qv 0B ＝qE, 得v 0=E/B ，故： 若v= v 0=E/B ，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关 若v ＜E/B ，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加． 若v ＞E/B ，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少． 1. (单) 如图，水平放置的平行金属板a 、b 带有等量异 种电荷，a 板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁 场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动 方向是：( ) A ．沿竖直方向向下 B ．沿竖直方向向上 C ．沿水平方向向左 D ．沿水平方向向右 2(单)在图中实线框所围的区域内同时存在匀强磁场和匀强电场．一负离子（不计重力）恰好能沿直线MN 通过这一区域．则匀强磁场和匀强电场的方向不可能为下列哪种情况（ ） A 、匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右 B 、匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里 C 、匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向下 D 、匀强磁场方向垂直于纸面向外，匀强电场方向竖直向下 3、一质子以速度V 穿过互相垂直的电场和 磁场区域而没有发生偏转，则 （ ） A 、若电子以相同速度V 射入该区域，将会发生偏转 B 、无论何种带电粒子，只要以相同速度射入都不会发生偏转 C 、若质子的速度V' 数据选择器及其应用 物联网工程 郭港国 26 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，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。 1、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4－1，功能如表4－1。 表4－1 图4－1 74LS153引脚功能 S1、S2为两个独立的使能端；A1、A0为公用的地址输入端；1D0～1D3和2D0～ 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（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。 2、数据选择器的应用—实现逻辑函数 例：用4选1数据选择器74LS153实现函数：ABC C AB C B A BC A F+ + + = 函数F的功能如表（4－2）所示 表4－2 表4－3 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: 高中物理速度选择器和回旋加速器试题(有答案和解析)含解析 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示，两平行金属板AB 中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A 板带正电荷，B 板带等量负电荷，电场强度为E ；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B 1。平行金属板右侧有一挡板M ，中间有小孔O ′，OO ′是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B 2，CD 为磁场B 2边界上的一绝缘板，它与M 板的夹角θ=45°，现有大量质量均为m ，电荷量为q 的带正电的粒子(不计重力)，自O 点沿OO ′方向水平向右进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO ′方向运动，通过小孔O ′进入匀强磁场B 2，如果这些粒子恰好以竖直向下的速度打在CD 板上的E 点(E 点未画出)，求： (1)能进入匀强磁场B 2的带电粒子的初速度v ； (2)CE 的长度L (3)粒子在磁场B 2中的运动时间． 【答案】(1)1 E B (2) 12 2mE qB B (3) 2m qB π 【解析】 【详解】 (1)沿直线OO ′运动的带电粒子，设进入匀强磁场B 2的带电粒子的速度为v ， 根据 B 1qv =qE 解得： v = 1 E B (2)粒子在磁感应强度为B 2磁场中做匀速圆周运动，故： 2 2v qvB m r = 解得： r =2mv qB =12 mE qB B 该粒子恰好以竖直向下的速度打在CD 板上的E 点，CE 的长度为： L = 45r sin o 2r 12 2mE (3) 粒子做匀速圆周运动的周期2 m T qB π= 2t m qB π = 2．如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U ，距离为d ；匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里。一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子从A 点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M 点射出；如果撤去磁场，粒子从N 点射出。M 、N 两点间的距离为h 。不计粒子的重力。求： （1）匀强电场场强的大小E ； （2）粒子从A 点射入时的速度大小v 0； （3）粒子从N 点射出时的动能E k 。 【答案】（1）电场强度U E d =；（2）0U v Bd =；（3）2 222k qUh mU E d B d =+ 【解析】 【详解】 （1）电场强度U E d = （2）粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，有：0qE qv B = 解得0E U v B Bd = = （3）粒子从N 点射出，由动能定理得：2012 k qE h E mv ?=- 解得2 222k qUh mU E d B d =+ 3．边长L ＝0.20ｍ的正方形区域内存在匀强磁场和匀强电场，其电场强度为E ＝1×104V/m ，磁感强度B ＝0.05T ，磁场方向垂直纸面向里，当一束质荷比为 m q ＝5×10-8kg/C 的正离子流，以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入，离子流穿过电磁场区域而不发生偏转，如右图所示，不计正离子的重力，求： （1）电场强度的方向和离子流的速度大小 （2）在离电磁场区域右边界D=0.4m 处有与边界平行的平直荧光屏．若撤去电场，离子流 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 高中物理速度选择器和回旋加速器专项训练100(附答案) 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示的直角坐标系xOy ，在其第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场和沿y 轴负方向的匀强电场。虚线OA 位于第一象限，与y 轴正半轴的夹角θ=60°，在此角范围内有垂直纸面向外的匀强磁场；OA 与y 轴负半轴所夹空间里存在与OA 平行的匀强电场，电场强度大小E =10N/C 。一比荷q =1×106C/kg 的带电粒子从第二象限内M 点以速度v =2.0×103m/s 沿x 轴正方向射出，M 点到x 轴距离d =1.0m ，粒子在第二象限内做直线运动；粒子进入第一象限后从直线OA 上的P 点（P 点图中未画出）离开磁场，且OP =d 。不计粒子重力。 (1)求第二象限中电场强度和磁感应强度的比值 E B ； (2)求第一象限内磁场的磁感应强度大小B ； (3)粒子离开磁场后在电场中运动是否通过x 轴？如果通过x 轴，求其坐标；如果不通过x 轴，求粒子到x 轴的最小距离。 【答案】(1)32.010m/s ?；(2)3210T -?；(3)不会通过，0.2m 【解析】 【详解】 (1)由题意可知，粒子在第二象限内做匀速直线运动,根据力的平衡有 00qvB qE = 解得 30 2.010m/s E B =? (2)粒子在第二象限的磁场中做匀速圆周运动，由题意可知圆周运动半径 1.0m R d == 根据洛伦兹力提供向心力有 2 v qvB m R = 解得磁感应强度大小 3210T B -=? (3)粒子离开磁场时速度方向与直线OA 垂直，粒子在匀强电场中做曲线运动，粒子沿y 轴负方向做匀减速直线运动，粒子在P 点沿y 轴负方向的速度大小 sin y v v θ= 实验五数据选择器及其应用 [实验目的] 1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法。 2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 [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4-5-1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，也有用传输门开关和门电路混合而成的。 图4-5-1 4选1数据选择器示意图图4-5-2 74LS151引脚排列 表4-5-1 1、8选1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4-5-2，功能如表4-5-1。 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1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：A 2A 1A 0=000，则选择D 0数据到输出端，即Q=0。 如：A 2A 1A 0=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。74LS153的引脚排列如图4-5-3，功能如表4-5-2。 表4-5-2 图4-5-3 74LS153引脚功能 1S —— 、2S —— 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1S —— (2S —— )=1时，多路开关被禁止，无输出，Q=0. (2)当使能端1S —— (2S —— )=0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0~D 3送到输出端Q 。 如：A 1A 0=00，则选择D 0数据到输出端，即Q=D 0。 A 1A 0=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。 3、数据选择器的应用-实现逻辑函数 例1：用8选1数据选择器74LS151实现函数F=AB — +A — B (1)列出函数F 的功能表如表4-5-4所示。 (2)将A 、B 加到地址端A 1、A 0，而A 2接地，由表4-5-3可见，将D 1、D 2接“1”及D 0、D 3接地，其余数据输入端D 4~D 7都接地，则8选1数据选择器的输出Q ，便实现了函数 F=AB — +A — B 接线图如图4-5-4所示。 表4-5-3 图4-5-4 8选1数据选择器实现F=AB — +A — B 的接线图 显然，当函数输入变量数小于数据选择器的地址端(A)时，应将不用的地址端及不用的数据输入端(D)都接地。 例2：用双4选1数据选择器74LS153实现函数F= A — BC + AB — C +ABC — +ABC 函数F 的功能如表4-5-4所示。 1．速度选择器 正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。这个速度的大小可以由洛伦兹力 和电场力的平衡得出：qvB=Eq ，B E v 。在本图中，速度方向必须 向右。 （1）这个结论与离子带何种电荷、电荷多少都无关。 （2）若速度小于这一速度，电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大，粒子的轨迹既不是抛物线，也不是圆，而是一条复杂曲线； 若大于这一速度，将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。 1、如图示，两平行板间有强度为E 的匀强电场，方向竖直向下，一带电量为q 的负粒子（重力不计）垂直于电场方向以速度v 飞入两板间，为了使粒子沿直线飞出，应在垂直纸面内加一个怎样的磁场，其磁感应强度为多大？ 2方向如图示匀强磁场(场强B)和匀强电场(场强E)共存的场区,一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度υo 射入场区,则( ) A 、若υo ＞E/B,电子沿轨迹Ⅰ运动,出场区时速度υ＞ υo B 、若υo ＞E/B,电子沿轨迹Ⅱ运动,出场区时速度υ＜ υo C 、若υo ＜E/B,电子沿轨迹Ⅰ运动,出场区时速度υ＞ υo D 、若υo ＜E/B,电子沿轨迹Ⅱ运动,出场区时速度υ＜ υo 3．如图41-A4所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向外．有一正离子(不计重力)，恰能沿直线从左向右水平飞越此区域．则（ ） A ．若电子从右向左水平飞入，电子也沿直线运动 B ．若电子从右向左水平飞入,电子将向上偏 C ．若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏 D ．若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏 4 .如图3－9所示，水平放置的平行金属板a 、b 带有等量异种电荷，a 板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是( ) A ．沿竖直方向向下 B ．沿竖直方向向上 C ．沿水平方向向左 D ．沿水平方向向右 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － v 图41-A4 实验四译码器及其应用 一、实验目的 1.掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法 2.熟悉数码管的使用 二、实验原理 译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器可分为通用译码器和显示译码器两类。前者又分为变量译码器和代码变换译码器。 1.变量译码器（又称二进制译码器），用以表示输入变量的状态，如2线－4线、3线－8线和4线－16线译码器。若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n个输出端供其使用。而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。 以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图4－1(a)、(b)分别为其 逻辑图及引脚排列。其中 A2、A1、A0为地址输入端，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S为 使能端。 (a) (b) 图4－1 3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列 表4－1为74LS138功能表 当S1＝1，2S＋3S＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。当S1＝0，2S＋3S＝X时，或 S1＝X，2S＋3S＝1时， 译码器被禁止，所有输出同时为1。 表4－1 二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图4－2所示。若在S 1输入端输入数据信息，2S ＝3S ＝0，地址码所对应的输出是S 1数据信息的反码；若从2S 端输入数据信息，令S1＝1、3S ＝0，地址码所对应的输出就是2S 端数据信息的原码。若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。 根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器。接成多路分配器，可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。 二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图4－3所示，实现的逻辑函数是 Z ＝C B A C B A C B A ++＋ABC 图4－2 作数据分配器 图4－3 实现逻辑函数 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。 高中物理速度选择器和回旋加速器技巧(很有用)及练习题含解析 一、速度选择器和回旋加速器 1．质谱仪最初由汤姆孙的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在．现在质谱仪已经是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如右图所示是一简化了的质谱仪原理图．边长为L 的正方形区域abcd 内有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度大小为E ，方向竖直向下，磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里．有一束带电粒子从ad 边的中点O 以某一速度沿水平方向向右射入，恰好沿直线运动从bc 边的中点e 射出（不计粒子间的相互作用力及粒子的重力），撤去磁场后带电粒子束以相同的速度重做实验，发现带电粒子从b 点射出，问： （1）带电粒子带何种电性的电荷? （2）带电粒子的比荷（即电荷量的数值和质量的比值 q m ）多大? （3）撤去电场后带电粒子束以相同的速度重做实验，则带电粒子将从哪一位置离开磁场，在磁场中运动的时间多少? 【答案】（1）负电（2）2 q E m B L = （3）从dc 边距离d 点距离为32 L 处射出磁场；3BL E π 【解析】 【详解】 （1）正电荷所受电场力与电场强度方向相同，负电荷所受电场力与电场强度方向相反，粒子向上偏转，可知粒子带负电； （2）根据平衡条件： qE =qv 0B 得： 0E v B = 撤去磁场后，粒子做类平抛运动，则有： x =v 0t =L 2 2 12qE L y t m = = 得： 2 q E m B L = （3）撤去电场后带电粒子束在磁场中做匀速圆周运动，则： 2 00v qv B m r = 得： mv r L qB = = 粒子从dc 边射出磁场，设粒子射出磁场距离d 点的距离为x ，根据几何关系： 22 22L x r r +-=（） r=L 得： 3x L = 所以1 3 θπ= 23BL t T E θππ= = 答：（1）带电粒子带负电； （2）带电粒子的比荷2 q E m B L = ； （3）撤去电场后带电粒子束以相同的速度重做实验，则带电粒子将从dc 边距离d 点 3 x L = 处离开磁场，在磁场中运动的时间3BL t E =π． 2．如图所示，半径为R 的圆与正方形abcd 相内切，在ab 、dc 边放置两带电平行金属板，在板间形成匀强电场，且在圆内有垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m 、带电荷量为+q 的粒子从ad 边中点O 1沿O 1O 方向以速度v 0射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从bc 边中点O 2飞出．若撤去磁场而保留电场，粒子仍从O 1点以相同速度射入，则粒子恰好打到某极板边缘．不计粒子重力． 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 高中物理速度选择器和回旋加速器试题(有答案和解析) 一、速度选择器和回旋加速器 1．某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A 为粒子加速器，加速电压为U 1；B 为速度选择器，磁场与电场正交，电场方向向左，两板间的电势差为U 2，距离为d ；C 为偏转分离器，磁感应强度为B 2，方向垂直纸面向里。今有一质量为m 、电荷量为e 的正粒子（初速度忽略，不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，打在照相底片D 上。求： (1)磁场B 1的大小和方向 (2)现有大量的上述粒子进入加速器A ，但加速电压不稳定，在11U U -?到11U U +?范围内变化，可以通过调节速度选择器两板的电势差在一定范围内变化，使得加速后的不同速度的粒子都有机会进入C ，则打在照相底片D 上的宽度和速度选择器两板的电势差的变化范围。 【答案】（1）2112U m B d U e = 2）()()11112222m U U m U U D B e e +?-?=，()11min 1 U U U U U -?=() 11max 1 U U U U U +?=【解析】 【分析】 【详解】 （1）在加速电场中 2112 U e mv = 12U e v m = 在速度选择器B 中 2 1U eB v e d = 得 1B = 根据左手定则可知方向垂直纸面向里； （2）由可得加速电压不稳后获得的速度在一个范围内变化，最小值为 1v = 1 12 mv R eB = 最大值为 2v = 2 22 mv R eB = 打在D 上的宽度为 2122D R R =- 22D B = 若要使不同速度的粒子都有机会通过速度选择器，则对速度为v 的粒子有 1U eB v e d = 得 U=B 1vd 代入B 1 得 2U U = 再代入v 的值可得电压的最小值 min U U =最大值 max U U = 实验报告 专业物联网工程年级 2012级姓名 **** 学号 ********** 日期 4.18 实验地点工学院实验室指导教师 ***** 实验三译码器和数据选择器 一、实验目的（宋体、4号字） 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（宋体、4号字） 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、实验内容及结果分析（宋体、4号字） 1、译码器功能测试 ⑴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⑵表2.1 使能选择输出 G VG(V) B VB(V) A VA(V) Y 0 VO(V) Y 1 V1(V) Y 2 V2(V) Y 3 V3(V) 1 5.067 X X 1 4.176 1 4.179 1 4.174 1 4.179 0 0 0 0 0 0.005 0 0.311 1 4.178 1 4.175 1 4.180 0 0 0 0 1 5.067 1 4.177 1 4.179 0 0.22 2 1 4.180 0 0.001 1 5.001 0 0.001 1 4.177 0 0.21 3 1 4.175 1 4.179 0 0 1 5.067 1 5.067 1 4.177 1 4.175 1 4.175 0 0.237 ⑶实验结果如表格2.1所示，所测结果满足译码器的真值表。再看电压，高电平电压满足工作电压大于4v，低电平满足工作电压小于0.4v。全部符合。 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； 检查连线正确。 ⑶填写该3-8 线译码器功能表 2.2。 速度选择器 原理：在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，匀速（或者说沿直线）通过,所以叫速度选择器。 思考：1.在电、磁场中，若不计重力，则： 2.其他条件不变，把粒子改为负电荷，能通过吗？ 3.电场、磁场方向不变，粒子从右向左运动，能直线通过吗？ 4.若速度小于这一速度？若速度大于这一速度？ 例题：10．如图所示，两平行、正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量正电荷，下面金属板带上等量的负电荷，再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子v沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转。若带电粒子以初速度 所受承力可忽略不计，仍按上述方式将带电粒子射入两板间，为使其向下偏转，下列措施中 一定不可行 ．．．的 A．仅增大带电粒子射入时的速度 B．仅增大两金属板所带的电荷量 C．仅减小粒子所带电荷量 D．仅改变粒子的电性 变式： 11.喷墨打印机的简化模型如图所示，重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v 垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，则微滴在极板间电场中( ) A ．向负极板偏转 B ．电势能逐渐增大 C ．运动轨迹是抛物线 D ．运动轨迹与带电量无关 质谱仪 原理： 例题：例1:如图所示为质谱仪的原理图，A 为粒子加速器，电压为U 1 ；B 为速度选择器， 磁场与电场正交，磁感应强度为B 1，板间距离为d ；C 为偏转分离器，磁感应强度为B 2。今有一质量为m 、电量为q 的正离子经加速后，恰好通过速度选择器，进入分离器后做半径为R 的匀速圆周运动，求： ⑴粒子的速度v; ⑵速度选择器的电压U 2 ⑶粒子在B 2磁场中做匀速圆周运动的半径R 。 变式1： 例2:质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图5-7所示为质谱仪的原理示意图.现利用这种质谱议对氢元素进行测量.氢元素的各种同位素从容器A 下方的小孔S ,无初速度飘入电势差为U 的加速电场.加速后垂直进入磁感强度为B 的匀强磁场中.氢的三种同位素最后打在照相底片D 上,形成a 、b 、c 三条“质谱线”.关于三种同位素进入磁场时速度的排列顺序,和a 、b 、c 三条“质谱线”的排列顺序,下列判断正确的是( ) A ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氚、氘、氕 B ．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氘、氚、氕 C ．a 、b 、c 三条质谱线依次排列的顺序是氘、氚、氕 B 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告 系：计算机系专业：计算机科学与技术年级： 07级 姓名：学号：实验课程：数字电子技术基础 实验室号：__ 实验设备号： 9 实验时间： 2008-12-9 指导教师签字：成绩： 实验二译码器和数据选择器 一、实验目的和要求 1、掌握3 -8线译码器逻辑功能和使用方法。 2、掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法。 二、实验原理 译码的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。译码器在数字系统中有广泛的应用，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数据分配，存贮器寻址和组合控制信号等。不同的功能可选用不同种类的译码器。下图表示二进制译码器的一般原理图： 它具有n个输入端，2n个输出端和一个使能输入端。在使能输入端为有效电平时，对应每一组输入代码，只有其中一个输出端为有效电平，其余输出端则为非有效电平。每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器，若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器（又称为多路数据分配器）。 1、3-8线译码器74LS138 它有三个地址输入端A、B、C，它们共有8种状态的组合，即可译出8个输出信号Y0~Y7。另外它还有三个使能输入端E1、E2、E3。它的功能表见表2-1，引脚排列见图2-2。 表2-1 74LS138的功能表 注：‘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。 2、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： 3、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 数据选择器及其应用 物联网工程 郭港国 2015117026 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，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。 1、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4－1，功能如表4－1。 表4－1 图4－1 74LS153引脚功能 S1、S2为两个独立的使能端；A1、A0为公用的地址输入端；1D0～1D3和2D0～ 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（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。 2、数据选择器的应用—实现逻辑函数 例：用4选1数据选择器74LS153实现函数：ABC C AB C B A BC A F+ + + = 函数F的功能如表（4－2）所示 表4－3 函数F有三个输入变量A、B、C，而数据选择器有两个地址端A 1 、A 少于函数输 入变量个数，在设计时可任选A接A 1 ，B接A 。将函数功能表改画成表（4－3）形式，可见当将输入变量A、B、C中 A、B接选择器的地址端A 1 、A ，由表 （4－3）不难看出： D ＝0， D 1 ＝D 2 ＝C， D 3 ＝1 则4选1数据选择器的输出，便 实现了函数ABC C AB C B A BC A F+ + + = 接线图如图（4－3）所示。 图4－3 用4选1数据选择器实现ABC C AB C B A F+ + + 当函数输入变量大于数据选择器地址端（A）时，可能随着选用函数输入变量作地址的方案不同，而使其设计结果不同，需对几种方案比较，以获得最佳方实验三 数据选择器及其应用
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