第3章 数据选择器设计应用
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实验三项目名称: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1、数字电子技术实验箱2、74LS1513、 74LS153三、实验内容及步骤1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能接图3-4接线,地址端A2、A1、A、数据端D~D7、使能端S共12个引脚接逻辑开关,输出端Q接逻辑电平显示器,按74LS151功能表逐项进行测试,完成表格3-3。
拨动逻辑开关,使D0~D7的状态分别为:10011010图3-4 74LS151逻辑功能测试表3-32、测试74LS153的逻辑功能接图3-5接线,地址端A 1、A 0、数据端1D 0~1D 3、数据端2D 0~2D 3、使能端1S 、2S 共12个引脚接逻辑开关,输出端1Q 、2Q 接逻辑电平显示器,按74LS153功能表逐项进行测试,完成表格3-4。
拨动逻辑开关,使1D 0~1D 3 的状态分别为:1001;2D 0~2D 3 的状态分别为1010。
图3-5 74LS153引脚功能表3-43、用8选1数据选择器74LS151实现逻辑函数 1)按下图接线图3-6接图。
C B C A B A F ++=图3-6 用8选1数据选择器实现C B C A B A F ++=2)验证逻辑功能,即:A 2A 1A 0=CBA ,ABC 给不同的值,完成F 的数值,并验证结果是否满足 表3-55、用8选1数据选择器74LS151实现函数 B A B A F +=(1)将A 、B 加到地址端A 1、A 0,而A 2接地,由图3-7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A B B A F += 。
图3-7 8选1数据选择器实现B A B A F += 的接线图(2)完成表格3-6表3-6CB C A B A F ++=四、思考题1、对实验步骤的电路,记录测试结果2、分别列举74LS151和74LS153有哪些实际用途。
数据选择器及应用一、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法二、原理说明数据选择器又叫“多路开关”,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,其功能类似一个多掷开关,如图8-2-3-1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。
数据选择器是目前逻辑设计中应用较为广泛的组合逻辑部件,常见电路有2选1、4选1、8选1、16选1等。
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8-2-3-2,功能如表8-2-3-1。
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,为使能端,低电平有效。
图8-2-3-1 4选1数据选择器示意图图8-2-3-2 74LS151引脚排列表8-2-31 74LS151功能表输入输出A2 A1 A0 Q1 × × × 0 10 0 0 0 D00 0 0 1 D10 0 1 0 D20 0 1 1 D30 1 0 0 D40 1 0 1 D50 1 1 0 D60 1 1 1 D71.使能端=1时,不论A2~A0状态如何,均无输出(Q=0,=1)多路开关被禁止。
1.使能端=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8-2-3-3,功能如表8-2-3-2。
、为两个独立的使能端;A1、A0为公用的地址输入端;1D0~1D3和2D0~2D3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。
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。
组合电路数据选择器及应用组合电路数据选择器是一种常见的数字逻辑电路,它可以根据输入信号的状态选择特定的输出信号。
在这个电路中,输入端有多个选择线,根据不同的组合输入,选定对应的输出线进行输出,实现数据的选择功能。
数据选择器通常由多个输入端(选择线)、一个输出端和若干控制线组成。
输入端的个数取决于选择器需要选择的不同数据源的数量。
输出端输出的是被选择的数据源对应的信号。
而控制线用于控制数据选择器对应输出的选取。
数据选择器的工作原理是根据控制线的状态选择对应的输入端,将这个输入端上的信号通过输出端输出。
具体地说,数据选择器的输入端信号通过与门与控制线做与运算,来决定哪个输入端的信号能够通过。
这样,无论有多少个数据源,只要有足够多的选择线和控制线,数据选择器就能够根据控制线的状态选择对应的数据源进行输出。
数据选择器广泛应用于数字系统中。
它可以用于多路开关、多路选择器等场景。
比如,可以使用数据选择器实现多个输入信号的选择输出,实现多路开关的功能。
当需要从多个信号源中选择一个信号进行输出时,可以使用数据选择器进行选择,输出选定的信号。
此外,数据选择器还可以用于多种逻辑运算电路的设计,比如多路复用、多位选择器等。
在数字系统中,数据选择器也有重要的组合逻辑电路的角色。
它通过控制线的状态实现了数据的选择和输出,将多个输入信号中的一个或多个传输到输出端,实现了在不同输入条件下的不同输出结果。
数据选择器的设计和使用方便快捷,可以大大简化数字系统的设计和实现过程。
总的来说,组合电路数据选择器是一种在数字系统中常见且重要的电路,它通过根据输入信号的状态选择对应的输出信号,实现了数据的选择功能。
数据选择器在数字系统中有着广泛的应用,如多路开关、多路选择器、多路复用等。
它的设计和使用方便快捷,能够简化数字系统的设计和实现过程,提高系统的可控性和灵活性。
实训四数据选择器及其应用一、实训目的1、熟悉中规模集成电路数据选择器的逻辑功能。
2、熟悉数据选择器的扩展应用。
3、了解用中规模集成电路设计逻辑电路的技巧。
二、实训说明和原理数据选择器是从多路输入信号中选择一路输出的电路。
通常在地址输入信号控制下,从几个数据输入中选择一路输出。
如一个4选1的数据选择器,应有两个地址输入端,它共有=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。
所用逻辑门的引脚分布图及逻辑功能表如下。
双4选1数据选择器/多路选择器74LS153引脚分布图A、B为地址端,B为高位。
G为控制端。
输出表达式Y=双4选1数据选择器/多路选择器74LS153逻辑功能表三、实训所用器件、工具和仪器设备1、数字电路实验箱2、万用表3、元件:双四选一数据选择器74LS153 1片四重二输入或门74LS32 1片六重反相器74LS04 1片4、平口镊子四、实训内容和步骤1、数据选择器逻辑功能测试⑴绘制测试74LS153逻辑关系的接线图⑵将74LS153正确插入实验箱的插座上,根据芯片的引脚分布正确接线。
⑶改变输入状态的高低电平,观察输出信号所对应发光管的状态,进行功能测试,并将测试结果汇总制成如下表格。
74LS153功能测试结果2、数据选择器的扩展应用--用双4选1数据选择器完成8选1数据选择器的功能8选1数据选择器共有8路输入、1路输出,需要有三个地址输入端控制,将一个控制端变为地址端。
⑴绘制用双4选1数据选择器构成8选1数据选择器的接线图。
⑵将74LS153正确插入实验箱的插座上,根据连线图正确接线。
注意控制输入端的连接方法。
⑶C、B、A作为地址输入端接高低电平,改变C0~C7的输入状态,观察输出信号所对⑷结论:3、数据选择器的扩展应用用双4选1数据选择器实现函数:。
⑴确定用双4选1数据选择器实现函数的变量取值。
对照函数表达式和双4选1数据选择器74LS153输出表达式Y= 发现: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B、A,少于函数输入变量个数,在设计时可选变量A接地址端B,变量B接地址端A;D0=0, D1=D2=C, D3=1⑵绘制用用双4选1数据选择器实现函数的接线图。
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。
实验三 译码器、数据选择器及其应用一、实验目的1.熟练掌握集成译码器、数据选择器的工作原理、逻辑功能。
2.熟练掌握集成译码器、数据选择器实现某些逻辑函数。
二、实验器件1、3线-8线译码器 74LS138×12、8选1数据选择器 74LS151×13、4输入二与非门 74LS20×14、六反相器 74LS04×1三、实验内容1、74LS138的功能测试 (1)、74LS138引脚图: (2)、74LS138功能表: 注:2G =G 2A +G 2B2、74LS138用作逻辑函数发生器(1)、用74LS138和门电路实现逻辑函数 F=AB+AC+BC 实验步骤:将逻辑函数转化为最小项逻辑表达式 画卡诺图:由卡诺图得到:F=A BC+A B C+AB C +ABC=Σm (3,5,6,7)=7.6.5.3m m m m=7.6.5.3Y Y Y Y用一片74LS138和一片74LS20搭建电路:(2)、用74LS138和门电路实现逻辑函数F=A BC+A B C+AB C (判偶电路) (3)、用74LS138和门电路设计一个全加器 3、74LS151功能测试 (1)、74LS151引脚图: (2)、74LS151功能表:4、74LS151和门电路实现逻辑函数(1)、用74LS151和门电路实现逻辑函数 F=AB+AC+BC 实验步骤:将逻辑函数转化为最小项逻辑表达式画卡诺图:由卡诺图得到:F=A BC+A B C+AB C+ABC=Σm(3,5,6,7)=m0.0+m1.0+m2.0+m3.1+m4.0+m 5.1+m6.1+m7.174LS151输出Y=m0.D+m1.D1+m2.D2+m3.D3+m4.D4+m5.D5+m6.D6+m7.D7若令F=Y,A=C,B=B,C=A则D0= D1= D2= D4=0D3= D5= D6= D7=1根据以上分析,画出电路图:(2)、用数据选择器74LS151实现函数F=Σm (0,2,7,8,13)。