双4选1数据选择器74LS153

74LS153译码器组合逻辑电路设计案例分析1、逻辑电路：D3、D2、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。

下图7.10为74LS153 管脚排列示意图。

该芯片中存在两个4选1数据选择器。

2Y92C0102C1112C2122C313A 14B 2~1G 11Y71C061C151C241C33~2G15图7.10 74LS153 管脚排列表7.5为74LS153的功能表。

当使能端G 有效时，输出等于地址信号A 、B 所选择的数据信号。

可得输出函数表达式为：3322110C m C m C m C m Y o +++=。

对于一个n 选1的数据选择器，其输出函数为：n n o C m C m Y ++=...0 二、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：∑-===++=1200...n i ii n n o c m C m C m Y 而任何一个n 位变量的逻辑函数都可变换为最小项之和的标准式。

对照函数表达式和相应的数据选择器输出函数表达式，可以实现用数据选择器来表示逻辑函数。

实现步骤：(1)根据函数变量选择合适的数据选择器，一般变量个数n 个，选择2n 选1的数据选择器。

(2)将被表示的函数转换成标准与或表达式。

(3)写出选择的数据选择器的输出函数。

(4)对比两函数，使数据选择器的地址端和函数变量一一对应（高位对高位），表达式中出现的最小项相应的输入数据C 为1，否则为0。

(5)画逻辑电路图。

例:用数据选择器和门电路实现AC AB Y +=的组合逻辑电路。

(1) 选择数据选择器：选8选1数据选择器74LS151。

(2) 标准与或表达式756m m m ABC C B A C AB AC AB Y '+'+'=++=+=' (3)写出数据选择器输出函数776655443322110C m C m C m C m C m C m C m C m Y o +++++++=(4)对照上述两表达式，令A=A2，B=A1，C=A0，则n n m m '=，所以，C 0=C 1=C 2=C 3=C 4=0；C 5=C 6=C 7=1。

数据选择器：
数据选择器(data selector) 根据给定的输入地址代码，从一组输入信号中选出指定的一个送至输出端的组合逻辑电路。

有时也把它叫做多路选择器或多路调制器(multiplexer)。

MUX （数据选择器(multiplexer)）：
在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器，也称多路选择器或多路开关。

产品规格有4选1数据选择器、8选1数据选择器（型号为74151、74LS151、74251、74LS153）、16选1数据选择器（可以用两片74151连接起来构成）等之分。

如在数字电路中，mux6常指6路开关、mux6to1（mux6_1）常指6选1数据选择器。

多路转换器的作用主要是用于信号的切换。

集成模拟电子开关在小信号领域已成为主导产品，与以往的机械触点式电子开关相比，集成电子开关有许多优点，例如切换速率快、无抖动、耗电省、体积小、工作可靠且容易控制等。

但也有若干缺点，如导通电阻较大，输入电流容量有限，动态范围小等。

因而集成模拟开关主要使用在高速切换、要求系统体积小的场合。

在较低的频段上f<10MHz），集成模拟开关通常采用CMOS工艺制成：而在较高的频段上（f>10MHz），则广泛采用双极型晶体管工艺。

《组合逻辑电路》练习题及答案[3.1] 分析图P3.1电路的逻辑功能，写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。

[解]A 、B 、C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”，Y 2为“进位”。

[3.2] 图P3.2是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图，写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时，Y 1～Y 4的逻辑式，列出真值表。

[解]（1）COMP=1、Z=0时，TG 1、TG 3、TG 5导通，TG 2、TG 4、TG 6关断。

3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===， 4324A A A Y ++= （2）COMP=0、Z=0时，Y 1=A 1， Y 2=A 2， Y 3=A 3， Y 4=A 4。

COMP=1、Z=0时的真值表 COMP=0、Z=0的真值表从略。

[题 3.3] 用与非门设计四变量的多数表决电路。

当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1，输入为其他状态时输出为0。

[解] 题3.3的真值表如表A3.3所示，逻辑图如图A3.3所示。

表A3.3[3.4] 有一水箱由大、小两台泵M L 和M S 供水，如图P3.4所示。

水箱中设置了3个水位检测元件A 、B 、C 。

水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。

现要求当水位超过C 点时水泵停止工作；水位低于C 点而高于B 点时M S 单独工作；水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作；水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。

试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。

[解] 题3.4的真值表如表A3.4所示。

真值表中的C B A 、C B A 、C B A 、C AB 为约束项，利用卡诺图图A3.4(a)化简后得到： C B A M S +=， B M L =（M S、M L的1状态表示工作，0状态表示停止）。

第3章[题3.1] 分析图P3.1电路的逻辑功能，写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。

[解]BCAC AB Y BCAC AB C B A ABC Y ++=+++++=21)(B 、C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”，Y 2为“进位”。

[题3.2] 图P3.2是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图，写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时，Y 1～Y 4的逻辑式，列出真值表。

[解]（1）COMP=1、Z=0时，TG 1、TG 3、TG 5导通，TG 2、TG 4、TG 6关断。

3232211 , ,A A Y A Y A Y ⊕===， 4324A A A Y ++=（2）COMP=0、Z=0时，Y 1=A 1， Y 2=A 2， Y 3=A 3， Y 4=A 4。

COMP =0、Z=0的真值表从略。

[题3.3] 用与非门设计四变量的多数表决电路。

当输入变量A 、B 、C 、D 有3个或3个以上为1时输出为1，输入为其他状态时输出为0。

[解] 题3.3的真值表如表A3.3所示，逻辑图如图A3.3所示。

ABCD D ABC D C AB CD B A BCD A Y ++++= BCD ACD ABC ABC +++=B C D A C D A B D A B C ⋅⋅⋅=[题3.4] 有一水箱由大、小两台泵M L 和M S 供水，如图P3.4所示。

水箱中设置了3个水位检测元件A 、B 、C 。

水面低于检测元件时，检测元件给出高电平；水面高于检测元件时，检测元件给出低电平。

现要求当水位超过C 点时水泵停止工作；水位低于C 点而高于B 点时M S 单独工作；水位低于B 点而高于A 点时M L 单独工作；水位低于A 点时M L 和M S 同时工作。

试用门电路设计一个控制两台水泵的逻辑电路，要求电路尽量简单。

[解] 题3.4的真值表如表A3.4所示。

第4章[题]．分析图电路的逻辑功能，写出输出的逻辑函数式，列出真值表，说明电路逻辑功能的特点。

图P4.1B YAP 56P P =图解：（1）逻辑表达式()()()5623442344232323232323Y P P P P P CP P P P CP P P C CP P P P C C P P P P C P PC ===+=+=++=+ 2311P P BP AP BABAAB AB AB ===+()()()2323Y P P C P P CAB AB C AB ABC AB AB C AB AB CABC ABC ABC ABC=+=+++=+++=+++（2）真值表（3）功能从真值表看出，这是一个三变量的奇偶检测电路，当输入变量中有偶数个1和全为0时，Y =1，否则Y=0。

[题] 分析图电路的逻辑功能，写出Y 1、、Y 2的逻辑函数式，列出真值表，指出电路完成什么逻辑功能。

图P4.3B1Y 2[解]解： 2Y AB BC AC =++12Y ABC A B C Y ABC A B C AB BC AC ABC ABC ABC ABC =+++=+++++=+++（）（））由真值表可知：、C 为加数、被加数和低位的进位，Y 1为“和”，Y 2为“进位”。

[题] 图是对十进制数9求补的集成电路CC14561的逻辑图，写出当COMP=1、Z=0、和COMP=0、Z=0时，Y 1～Y 4的逻辑式，列出真值表。

图P4.4[解]（1）COMP=1、Z=0时，TG1、TG3、TG5导通，TG2、TG4、TG6关断。

，（2）COMP=0、Z=0时，Y1=A1，Y2=A2，Y3=A3，Y4=A4。

、COMP=1、Z=0时的真值表、Z=0的真值表从略。

[题] 用与非门设计四变量的多数表决电路。

当输入变量A、B、C、D有3个或3个以上为1时输出为1，输入为其他状态时输出为0。

[解] 题的真值表如表所示，逻辑图如图(b)所示。

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0D 、1D 、…，若干个控制输入端0A 、1A 、…和一个输出端O Y 。

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0D ，1D ，2D ，3D 为四个数据输入端，Y 为输出端，0A ，1A 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)2(1==G G 时电路不工作，此时无论1A 、0A 处于什么状态，输出Y 总为零，即禁止所有数据输出，当0)2(1==G G 时，电路正常工作，被选择的数据送到输出端，如0101=A A ，则选中数据1D 输出。

图7—1 图7—2当G =0时，74LS153的逻辑表达式为31020__1101__00__1__D A A D A A D A A D A A Y +++=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，2A 、1A 、0A 为地址端，74LS151的逻辑功能如表7—2所示。

逻辑表达式为 701260__12501__240__1__23102__20__12__101__2__00__1__2__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 A A A Y +++++++=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，变并行码为串行码及组成函数发生器。

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2实验报告数据选择器及其应用一、实验目的1.了解组合逻辑电路的设计步骤、分析方法和测试方法；2.掌握数据选择器的工作原理与逻辑功能；3.掌握双四选一数据选择器74LS153的应用。

二、实验设备1.数字电路实验箱2 、数字双踪示波器3.集成电路: 74LS004、集成电路: 74LS153三、实验内容1.测试双四选一数据选择器74LS153的逻辑功能；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；3.用74LS00与74LS153设计一位全加器。

四、实验结果1、测试双四选一数据选择器74LS153的逻辑功能。

如图S5和S6分别接A和B, 负责输入地址；S1.S2.S3.S4为上面选择器的四个输入；S7、S8、S9、S10为下面选择器的四个输入。

举例说明：如图所示, 当S5和S6都输入高电平时, 选择输出1C3和2C3的内容, 即S4和S10的输入均为高电平, 小灯亮。

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。

由题意可得出逻辑表达式如下:F=AB(C+D)分析: 由于只有A.B都为高电平时F才有可能输出高电平, 所以让A和B作为地址输入端。

而当A.B均为高电平时, C和D任意一个为高电平则F为高电平。

所以用74LS00实现C和电路图如下:S1、S2接地址选择端, S3、S4先做或运算再接1C3端。

2、用74LS00和可以通B S CI过降维将输入位A和B作为地址选择位,进位位和以及0和1作为被选择数据输入,表示S和CO。

真值表如下:A0 0 CI 低0 1 CI非CI1 0 CI非CI1 1 CI 高五、故障排除在做第二个实验内容的时候, 发现A.B值不是高电平的时候小灯也会亮。

经过检查电路发现1C0, 1C1, 1C2悬空了, 相当于接了高电平。