数据选择器逻辑功能测试及应用

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。

数据选择器及其应用实验报告一、实验目的本次实验旨在深入了解数据选择器的工作原理、功能特点以及其在数字电路中的广泛应用。

通过实际操作和测试，掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法，培养实际动手能力和逻辑思维能力。

二、实验原理数据选择器（Data Selector）又称多路选择器（Multiplexer），是一种能从多个输入数据中选择一个输出的组合逻辑电路。

常见的数据选择器有 2 选 1、4 选 1、8 选 1 等。

以 4 选 1 数据选择器为例，它有 4 个数据输入端（D0、D1、D2、D3）、2 个地址输入端（A1、A0）和 1 个输出端（Y）。

地址输入端的不同组合决定了从哪个数据输入端选择数据输出。

数据选择器的逻辑表达式为：Y ＝ D0(A1'A0'）＋ D1(A1'A0) ＋D2(A1A0'）＋ D3(A1A0)三、实验器材1、数字电路实验箱2、 74LS153 双 4 选 1 数据选择器芯片3、逻辑电平指示器4、导线若干四、实验内容与步骤1、测试 74LS153 数据选择器的逻辑功能将 74LS153 芯片插入实验箱的插座中。

按照芯片引脚图，将地址输入端 A1、A0 分别连接到逻辑电平开关，数据输入端 D0 D3 分别连接到高电平（1）或低电平（0）。

观察逻辑电平指示器，记录不同地址输入组合下的输出结果，并与理论值进行比较。

2、用 74LS153 实现逻辑函数给定一个逻辑函数，例如 F ＝ A'B ＋ AB'将逻辑函数转化为与数据选择器输入输出关系相匹配的形式。

根据转换后的表达式，连接电路，验证输出结果是否与预期相符。

3、数据选择器的级联使用两个74LS153 芯片进行级联，实现8 选1 数据选择器的功能。

连接电路，测试级联后的逻辑功能。

五、实验数据及结果分析1、逻辑功能测试结果｜ A1 ｜ A0 ｜ D0 ｜ D1 ｜ D2 ｜ D3 ｜ Y ｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 0 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 1 ｜｜ 1 ｜ 1 ｜ 1 ｜ 0 ｜ 0 ｜ 1 ｜ 1 ｜实验结果与理论值相符，验证了 74LS153 数据选择器的逻辑功能的正确性。

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。

实验二数据选择器的逻辑功能及测试引言：数据选择器是一种常见的电子设备，它能够根据一定的条件从给定的数据集合中选择出符合要求的数据。

在现实生活和工程应用中，数据选择器广泛应用于数据处理、信息查询和决策分析等领域。

本实验旨在设计和实现一个简单的数据选择器，并测试其逻辑功能。

一、实验目的1.熟悉数据选择器的基本原理和逻辑功能；2. 学习使用Logisim进行数字电路绘制和模拟测试；3.实践运用逻辑门电路设计和逻辑表达式推导技巧。

二、实验原理1.数据选择器：数据选择器是一种能够根据输入条件从给定的数据集合中选择出符合要求的数据的电子设备。

常用的数据选择器有多路选择器、分频器和比较器等。

在本实验中，我们将设计一个2-4数据选择器，能够根据两个选择信号S0和S1，选择相应的数据输入D0、D1、D2或D3输出到数据输出端口Y。

2.逻辑功能：2-4数据选择器的逻辑功能可用以下真值表和逻辑表达式表示：S1，S0，D0，D1，D2，D3，Y----，----，----，----，----，----，---0，0，X，X，X，X，Y00，1，X，X，X，X，Y11，0，X，X，X，X，Y21，1，X，X，X，X，Y3Y0=~S1'~S0'D0+~S1'~S0D1+~S1S0'~D2+S1S0D3Y1=~S1'~S0'D0+~S1'~S0D1+~S1S0'~D2+S1S0D3Y2=~S1'~S0'D0+~S1'~S0'D1+~S1S0'D2+S1S0D3Y3=~S1'~S0'D0+~S1'~S0'D1+~S1S0'D2+S1S0'D3其中，~表示取反运算，'表示非运算。

三、实验装置与实验步骤1.设计电路：使用Logisim软件进行电路设计。

首先，添加一个2-4数据选择器。

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。

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。

实验数据选择器及其应用一、实验目的1.了解74LS151（T3151）八选一数据选择器的逻辑功能。

2.学习应用74LS151进行简单逻辑设计。

3.了解74LS151的不同用途。

二、实验设备和器件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）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。

八选一数据选择器74LS151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。

四、实验内容与步骤1、数据选择器逻辑功能测试1.1电路图输入输出A B C D1Q1Q20 0 0 1 0 10 0 1 1 1 00 1 1 1 0 11 0 0 1 0 11 0 1 1 0 11 1 0 1 0 11 1 1 1 0 12、三输入多数表决器2.1 设计过程由多数表决器的特性，当有两个及以上的1时，数据选择器输出应该为高电平，二极管发光，由此可以设计逻辑电路图。

2.2电路图2.3实验结果输入输出A B C Q00000010010001111000101111011111根据仿真结果测试，逻辑电路图正常，能实现上述功能3、逻辑函数测试3.1 电路图3.2 实验结果1. F=AB+AC；2. F=ABC+ABC+BC仿真之后的结果如下：输入输出A B C F100010011010001101000101111001111输入输出A B C F200010010010001101001101111011110逻辑函数1、2的测试结果与预计结果相同五、实验注意事项及问题回答。

在逻辑函数功能测试中，数据选择器的功能最直观，高位位于最下端，在实验中混淆了一两次，设计电路的过程中，也是先根据真值表，判断输出的电平来源，再思考输入端是接高电平还是低电平。

实验二 数据选择器及应用一、实验目的1、掌握数据选择器的工作原理及逻辑功能。

2、熟悉74LS153和74LS151的引脚排列和测试方法。

3、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。

二、预习要求1、复习组合逻辑电路的分析方法及设计方法。

2、了解数据选择器的原理及功能。

3、阅读本实验的实验原理和测试方法。

三、实验内容1、中规模集成芯片74LS153、74LS151逻辑功能的验证。

2、用双四选一数据选择器74LS153实现八选一数据选择器。

3、用八选一数据选择器74LS151实现函数电路。

4、自行设计题目。

四、实验原理与测试方法数据选择器又称多路转换器或多路开关，其功能是把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。

类似一个多掷开关，如图2.1所示。

图中有四路数据D 0 ～ D 3通过选择控制信号A 1、A 0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Y 。

一个n 个地址端的数据选择器，具有2n 个数据选择 功能。

例如：数据选择器（74LS153），n = 2，可完成四选一的功能；数据选择器（74LS151），n = 3，可完成八选一的功能。

1、实验原理（1）双四选一数据选择器74LS153的功能。

双4选1数据选择器就是在一片集成芯片上有两个4选1数据选择器。

集成芯片引脚排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； 1Y 、2Y 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，Y ＝ 0。

（2）当使能端S 1（S 2）＝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1Y 、或2Y 。

其逻辑函数式为： )()()()(013012011010A A D A A D A A D A A D Y +++= 例如：A 1A 0＝00 则选择D O 数据到输出端，即Y ＝ D 0。

实验五数据选择器逻辑功能测试及应用
一、实验目的：
1、掌握集成数据选择器的逻辑功能及使用方法；
2、学会用数据选择器实现组合逻辑电路的方法。

二、实验原理：
数据选择器的芯片种类很多，常用的2选1、4选1、8选1、16选1、32选1等。

本实验使用的是8选1 数据选择器74LS151。

用数据选择器实现逻辑函数表达式有两种常用的方法：
数据选择器又叫“多路开关”。

数据选择器在地址控制端（或叫选择控制）的控制下，从多个数据输入通道中选择其中一通道的数据传输至输出端。

G’接低电频，Y为输出，ABC为地址输入，D0—D7为
辅助输入，W为扩展段。

图5—1数据选择器74LS151引脚排列
三、实验仪器及器材：
实验仪器设备：D2H+型数字电路实验箱
集成块：74LS151 74LS153 74LS04
四、实验内容与步骤：（写出用数据选择器实现逻辑函数设计过程、画出接线图）
1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能：
∑=+++++=+++++=++=)
6,45,3,2,1()
()()(665544332211m Y D M D M D M D M D M D M Y A A C B B B C A C C B A C
B C A B A Y
3、用数据选择器74LS153实现逻辑函数：
五、实验收获、体会：。