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实验三组合逻辑电路应用——译码器、数据选择器
译码器和数据选择器是现代数字电子学中常用的两种组合逻辑电路。
它们可以将输入
的二进制信号转换为对应的输出信号，并且在数字电路中具有广泛的应用。
一、译码器
译码器是一种将输入的二进制信号转换成对应输出信号的数字电路。
译码器的作用是
将输入的地址码转换成溢出电路所能识别的控制信号，通常用来将不同的地址码映射到不
同的设备或功能上。
比如在存储器系统中，根据不同地址码，从RAM或者ROM中取出相应
的数据或指令。
除此之外，译码器还可以用于数据压缩、解码、解密等领域。
在一些数字电路中，译
码器还可以充当多路复用器、选择器等电路的功能。
译码器的分类按照其输入和输出的码制不同，可以分为译码器、BCD译码器、灰码译
码器等。
其中，最常见的是2-4译码器、3-8译码器、4-16译码器等。
二、数据选择器
数据选择器是一种多路选择器，根据控制信号选择输入端中的一个数据输出到输出端。
选择器的控制信号通常由一个二进制码输入到它的控制端，二进制码的大小由选择器的通
道数决定。
数据选择器广泛用于控制、多媒体处理、信号处理等方面。
数据选择器与译码器相比，最主要的区别在于其输出可以不仅限于数字信号。
数据选
择器可以处理模拟信号、复合信号等多种形式的信号，因为它可以作用于信号的幅度、相位、频率等方面。
数据选择器按照输入和输出的端口取数的不同，可以分为单路选择器和多路选择器。
常见的有2-1选择器、4-1选择器、8-1选择器、16-1选择器等。
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。
电力学院数字电路与数字逻辑院（系）：计算机科学与技术学院实验题目：数据选择器和译码器应用专业年级：学生：学号：一、实验目的和要求：1、了解并掌握集成组合电路的使用方法。
2、了解并掌握仿真（功能仿真及时序仿真）方法及验证设计正确性。
3、使用数据选择器和译码器实现特定电路。
二、实验容：1.要求用数据选择器74153和基本门设计用3个开关控制1一个电灯的电路，改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变暗或由暗变亮。
（提示：用变量A、B、C表示三个开关，0、1表示通、断状态；用变量L表示灯，0、1表示灯灭、亮状态。
）画出电路的原理图，将电路下载到开发板进行验证。
根据题意画出真值表如下根据上表，可画出原理图试验现象:当开关断开的数量是奇数时,灯是亮的,除此之外是灭的.2. 人的血型有A,B,AB和O这4种，试用数据选择器74153和基本门设计一个逻辑电路，要求判断供血者和受血者关系是否符合下图的关系（提示：可用两个变量的4种组合表示供血者的血型，用另外两个变量的4种组合表示受血者的血型，用Y表示判断的结果）。
画出电路的原理图，通过仿真进行验证。
血型献血受血a b c dA 0 0 0 0B 0 1 0 1AB 1 0 1 0O 1 1 1 1真值表：a b c d Y0 0 0 0 10 0 0 1 00 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 00 1 0 1 10 1 1 0 10 1 1 1 01 0 0 0 01 0 0 1 01 0 1 0 11 0 1 1 01 1 0 0 11 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 1 根据上表，可画出原理图验证逻辑功能表，仿真结果如下3.试用集成译码器74LS138和基本门实现1位全加器，画出电路连线图，并通过仿真验证其功能。
根据题意画出真值表如下输入输出Ci A B S Co0 0 0 0 00 0 1 1 00 1 0 1 00 1 1 0 11 0 0 1 01 0 1 0 11 1 0 0 11 1 1 1 1根据上表，可画出原理图.验证逻辑功能表，仿真结果如下4.试用数据选择器74151实现1位全加器电路，画出电路连线图，并通过仿真验证其功能。
实验三译码器和数据选择器
一、实验目的
1.掌握译码器的功能和应用
2.掌握数据选择器的功能和应用
二、实验仪器及器件
1.仪器：数字电路学习机、双踪示波器
2.器件：74LS00 二输入四与非门1片
74LS139 双2-4线译码器1片
74LS153 双四选一数据选择器1片
三、实验内容
1.译码器功能测试
将74LS139中的一路2-4线译码器的输入接电平开关，输出接电平显示发光二极管按表3.1输入电平，填输出状态。
2.译码器转换
将双2-4线译码器转换为3-8线译码器Array（1）画出转换电路图
（2）在学习机上接线，并验证设计是否正
确。
（3）设计并填写3-8线译码器的功能表。
3.数据选择器的测试及应用
（1）将双四选一数据选择器74LS153中的2个选择端、4个输入端分别接电平开关，输出接电平显示发光二极管，按表3.2输入电平，填输出状态。
（2）将学习机脉冲信号源中的4个不同频率的信号接到数据选择器的4个输入端，将选择端置位，观察输出端的波形。
可以分别得到4种不同频率的脉冲信号。
在表3.3中记录频率值。
（3）分析上述实验结果，并总结数据选择器的作用。
四、实验报告
1.画出实验要求的波形图。
2.画出译码器转换的接线图。
3.总结译码器和数据选择器的使用体会。
数字电子电路实验报告实验名称：译码器及其应用一、实验目的：1、掌握译码器的测试方法，熟悉数码管的使用；2、了解中规模集成译码器的原理，管脚分布，掌握其逻辑功能，以及译码显示器电路的构成原理；3、掌握用译码器构成组合电路的方法和BCD-七段译码/驱动器的使用方法。
4、学习译码器的扩展。
二、实验设备及其器件1、SAC-DM32数字电路实验箱1个2、74LS138 3-8线译码器2片3、74LS20双4输入与非门1片4、74LS47（译码显示器）1片5、共阳极七段数码管1个三、实验原理1、中规模集成译码器74LS13874LS138是集成3线-8线译码器，在数字系统中应用比较广泛。
图3-1是其引脚排列。
其中A2、A1、A0为地址输入端，Y0`～Y7为译码输出端,S1、S2、S3为使能端。
表3-1为74LS138 truth table。
74LS138工作原理为：当S1=1，S2+S3=0时，电路完成译码功能，输出低电平有效。
其中：表3-1 74LS138真值表输入输出S A2A1AYY1Y2Y3Y4Y5Y6Y70 ××× 1 1 1 1 1 1 1 11 0000 1 1 1 1 1 1 11 001 1 0 1 1 1 1 1 11 010 1 1 0 1 1 1 1 11 011 1 1 1 0 1 1 1 11 100 1 1 1 1 0 1 1 11 101 1 1 1 1 1 0 1 11 110 1 1 1 1 1 1 0 11 111 1 1 1 1 1 1 1 0图3-1 74LS138 引脚图3-2 74LS138内部电路图2、译码器的应用（见实验指导书P11-P12）3、显示译码管（1）七段发光二极管（LED）数码管LED数码管是目前最常用的数字显示器。
以下是数字显示器的介绍（详细见实验指导书P12-P13）：四、 实验步骤：1、 译码器74LS138逻辑功能测试（1） 控制端功能测试测试电路如图3-6所示。
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、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)。
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B S 、C S 和A S ，当A S =1、
B S =
C S =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：
21002101210221032104210521062107Y 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 D =+++++++
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A 2A 1A 0是一组三位二进制代码，其中A 2权最高，A 0权最低，按实验电路图3-1接线，将实验结果填入功能表3-1中．
表3-1 74LS138 功能表
图3-1 74LS138电路图
2. 某工厂有三个车间A 、B 、C ，有一自备电站，站内有
两台发电机M 和N ，N 的发电能力是M 的两倍，若一个车间
开工，启动M 就可以满足要求；若两个车间开工，启动N 就可以满足要求；若三个车间同时开工，同时启动M 和N 才能满足要求．试用译码器(74LS138)和与非门(74LS20)设计控制电路，根据车间的开工情况来控制M 和N 的启动．
3. 用用译码器(74LS138)实现全加器电路(可以不做)。
4．用八选一数据选择器(74LS151)设计一个多数表决电路，该电路有三个输入端A 、B 、C ，分别代表三个人的表决情况．“同意”为1态，“不同意”为0态，当多数同意时输出为1态，否则输出为0态．
5. 用双路四选一数据选择器(74LS153)设计一个裁判电路．如举重比赛有三个裁判，一个主裁判，两个副裁判，试举是否成功的裁决，由每一个裁判按一下自己面前的按钮来决定．只有两个以上裁判（其中必须有主裁判）裁定成功时，表示成功的灯才亮．
6．用双路四选一数据选择器(74LS153)设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路．每一组信号有红、黄、绿三盏灯组成，正常情况下，任何时刻必有一盏灯亮，而且只允许有一盏灯亮．若某一时刻无一盏灯亮或两盏以上的灯同时点亮时，表示电路发生了故障，这时要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理．
五、实验报告要求
1．将每一个实验的具体设计过程写在实验报告纸上，并画出电路图，通过实验验证设计的正确性． 2．将实验中出现的问题写出来，分析为什么出现，如何解决的．
A 2 A 0 A 1
S AA Y 0 S BA S CA
74LS138
Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5
Y 6
Y 7
(L 1) (L 2) (L 3 ) (L 4) (L 6) (L 5) (L 7) (L 8)
(K 2) 1
(K 3) (K 1)。
