《数据选择器》PPT课件

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74LS151的真值表（功能表）
S＝1时，选择器被封锁。 S为低电平使能端， 即S＝0时，选择器正常工作。
2n －1
Y m i Di i0
Y = m0 D0 + m1 D1 + m2 D2 + m3 D3
+ m4 D4 + m5 D5 + m6 D6 + m7 D7
输入
D A2 A1 A0 S
A B C D A B C D A B C 1A B0 C A B C D
A B C D AC B 1AB 0C
与八选一数据选择器输出Y的表达式比较
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F 2A B C D A B C D A B C 1A B0 C A B C D
A B C D AC B 1AB 0 C比较两式
YA 2A 1A 0D 0A 2A 1A 0D 1A 2A AA1A BB0 CCD 2 DD67A 2A 1A 100D 3
函数 ∑m（0, 3, 5, 6, 7） 也可以用四选一芯片来实现。
可见, 当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址 输入变量个数相同时，直接将逻辑函数输入变量有序 地与数据选择器的地址输入端连接即可。
若函数的变量数小于地址变量数， 应如何处理多余的数据选择器的地址输 入端 ？
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对于一个组合逻辑函数, 可以根据它的最小项表达 式借助于MUX来实现它，当函数变量数等于地址输入 变量数时，方法如下: (1) 将给定函数化为最小项与或表达式。
量或反变量。
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例 3-14 实现函数：
F 2 B C A B C D A B C D A B C A B D C D
解：首先将要实现的函数化成最小项表达式。即：
F 2 B C A B C D A B C D A B C A B D C D
B C A A D D A B C D A B C D A B C A B C D D A C D D A B C D D A B C D A B C D A B C A B C D A B C D A B C A B C D D D A B C D A B C D A C D D
Y就是函数F1，电路连接如图。
F1
A0 1Y A1 74LS153
D0 D1 D2 D3 S
可见，当函数的变量数大于地
址变量数时，只需将函数各项最低 位的变量分离出来，并将其与数据
CCC10
选择器对应的数据输入端相连即可。
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将上例函数用八选一数据选择函器数实变现量。数等于地址数
解: (1) 首先将函数写为最小项与或表达式
例3-13 用四选一（74LS153）实现下列函数。
F 1 A B C A B C A B C A B C A B C
解：函数变量数大于地址变量数，整理后得
F 1(AB)C(AB)C(AB)C(AB)(CC)
(AB)C(AB)C(AB)C(AB)1
与四选一数据选择器输出函数Y的表达式相比较
Y ( A 1 A 0 ) D 0 ( A 1 A 0 ) D 1 ( A 1 A 0 ) D 2 ( A 1 A 0 ) D 3
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（2）八选一数据选择器74LS151
Y
Y
1
≥1
＆
1
1
1
1
1
1
1
S D0
D1 D2 D3 D4 D5
D6 D7 A0
A1
A2
逻辑图图如3-上27。它八有选一八数个据选 数择据器输74入LS1端51D逻0辑 ～图D7 ，三 个地址码输入端A0～A2 ，S为选通控制端；两个互补 输出端Y和Y，能得到原码和反码两种输出信号。
(2) 以最小项因子作MUX的地址输入端, 并由此确定
MUX的规模。地址输入端个数应与函数自变量数相等。
(3) 将与或函数式中已存在的最小项 mi 相对应的数据 输入端 Di 赋值为1, 将与或函数式不存在的最小项相应 数据输入端赋值为0。
而当逻辑函数的变量个数大于数据选择器的地址输
入变量个数时，应分离出多余的变量用数据输入端Di 代 替（即将数据输入Di 视为另一个输入变量），数据端的 值可以是 0 或 1，也可以是被分离出的这个变量的原变
A 2A 1A 0D 4A 2A 1A 0D 5A 2A 1A 0D 6A 2A 1A 0D 7
注意变量高低位顺序！ 7
2. 数据选择器的应用
（1）数据选择器通道的扩展
例3-12 用两块四选一数据选择器实现八选一功能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
利用使能端作为其最高位（第三位）的地址。
A2(E)
D0 D1 D2 D3
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S D0 D1 74153 D2 1Y D3 A1 A0
MUX
1S
74LS153
2S
出F1、F2的函数式。
1D0 1D1 1D2 1D3 2D0 2D1 2D2 2D3
解：根据四选一数据 输出表达式可知：
c “1”d
＆
c dc
Y ( A 1 A 0 ) D 0 ( A 1 A 0 ) D 1 ( A 1 A 0 ) D 2 ( A 1 A 0 ) D 3 F 1 (a b )D 0 (a) b D 1 (a b )D 2 (a)D 3 b
F 1A B C A B C A B C AC B ABC =∑m（0, 3, 5, 6, 7）
(2) Y为三变量函数, MUX地址输入端为三个, 所以 选八选一MUX芯片, 如74LS151。
(3) 与八选一数据选择器输出Y的表达式比较
YA 2A 1A 0D 0A 2A 1A 0D 1A 2A 1A 0D 2A 2A 1A 0D 3
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双4选1 数据选择器
Y D1
≥1
＆
D0～D3为数 据输入端，
Y
Y为数据输
S EN MUX
A1 A0
74LS153
0
1
1
1
D0 D1 D2 D3
1
0
1
1
出端，
10
A1A0 是 地 址 输入端，
1
0
1
01 S 是 使 能 端 。
A1
A0 D0 D1 D2 D3 S
Y = 1·0·D0 + 1·1·D1 + 0·0·D2 + 0·1·D3 = D1
于不工作状态
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A2(E)
1
S
S
D0 D0 D1 D1 74153 D2 D2 1Y D3 D3
A1 A0
D4 D0 D5 D1 74153 D6 D2 2Y D7 D3
A1 A0
A1 A0
图 3-28 用使能端扩展通道数
Y = 1Y+2Y 有：
≥1 Y
A2 A1 A0 SⅠ SⅡ 说明 1Y 2Y Y=1Y+2Y 0 0 0 0 1 第一片 D0 0 D0 0 0 1 0 1 工作， D1 0 D1 0 1 0 0 1 第二片 D2 0 D2 0 1 1 0 1 不工作 D3 0 D3 1 0 0 1 0 第一片 0 D4 D4 1 0 1 1 0 不工作， 0 D5 D5 1 1 0 1 0 第二片 0 D6 D6 1 1 1 1 0 工作 0 D7 D7
YA 2A 1A 0D 0A 2A 1A 0D 1A 2A 1A 0D 2A 2A 1A 0D 3
A 2A 1A 0D 4A 2A 1A 0D 5A 2A 1A 0D 6A 2A 1A 0D 7
显然：实现了八选一的功能。
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（2）实现组合逻辑函数
数据选择器的另一用途是代替小规模集成电路实 现组合逻辑函数。一般数据选择器可实现函数的变量 数大于地址变量数、小于地址变量数、等于地址变量 数的逻辑函数。
YY 00
00 00 00 DD0～0～DD3 3 DD0 0
00 11 00 DD0～0～DD3 3 DD1 1
11 00 00 DD0～0～DD3 3 DD2 2
11 11 00 DD0～0～DD3 3 DD3 3
A0 A1
逻 1S 辑 符 号
2S
MUX为选择器总限定符号
0 G0
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EN MUX
abc abd ab abd
F 2 (a b ) D 0 (a b ) D 1 (a b )D 2 (a b )D 3
a b c a b c d a b c a b c
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（3）分时多路传送
用一条传输线传送多路信息，可以采用分时传送
的方法。例如传送4 路信息A，B，C，D，可以将它们
数据选择器和数据分配器 主要要求：
理解数据选择器和数据分配器的作用。 理解常用数据选择器和数据分配器的逻辑功 能及其使用。 掌握用数据选择器实现组合逻辑电路的方法。
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3.2.4 数据选择器
数据选择器（Multiplexer，简称MUX）又名多路转换器。其功
能是从一组数据中选则某个数据输出
一、真值表
A 2A 1A 0D 4A 2A 1A 0D 5A 2A 1A 0D 6A 2A 1A 0D 7
设A，B，C分别加在地址 端A2、 A1、YA0，则Y根 据 八 选C 一A数0 据选1择Y 器输出2Y 的表达 式B ，A可1 列出一74个LS1对51 照表。
A A2 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 S
× × ×× 1
D0 0 D1 0 D2 0 D3 0 D4 1 D5 1 D6 1 D7 1
000 010 100 110 000 010 100 110
输出
YY
10
D0 D0 D1 D1 D2 D2 D3 D3 D4 D4 D5 D5 D6 D6 D7 D7
Y A 2A 1A 0D 0A 2A 1A 0D 1A 2A 1A 0D 2A 2A 1A 0D 3
A 2A 1A 0D 4A 2A 1A 0D 5A 2A 1A 0D 6A 2A 1A 0D 7
根据最小项表达式将数据输入端作下列赋值:
D0 = D3 = D5 = D6 = D7 = 1
D1 = D2 = D4 = 0
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D0= D3= D5= D6= D7= 1 D1= D2= D4= 0
电路连接如图
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F 1 (A B ) C (A B ) C (A B ) C (A )1 B
比较：
Y ( A 1 A 0 ) D 0 ( A 1 A 0 ) D 1 ( A 1 A 0 ) D 2 ( A 1 A 0 ) D 3
只要取 D0= C, D1 = C, D2 = C， D3 = 1；S = 0 使数据选择器处于工 作状态, 数据选择器的地此输入 B A1=A、A0=B, 则数据选择器的输出 A
分别加到四选一数据选择器输入端D0～D3；地址输入 A0加时钟信号C0，A1加2分频时钟信号C1。这样在输出 端F将分时得到信息A，B，C，D……，如图所示。
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多路输入
4 选 1 数据选择器工作示意图
D0
一路输出
D1 D2
Y = D1
D3
地址码输入
A01 A10
为了对4个数据源进行选择，使用两位地址码AB 分别产生4个地址信号。数据选择器的输入信号个数 N 与地址码个数 n 的关系为 N = 2n
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真值表
AA1 A1 A0 0 ××××
S1SS1
DDi i ××
三、逻辑电路图
（以四选一数据选择器为例）
Y
码地 址
A1 A0 Y
0 0 D0 0 1 D1 1 0 D2
≥1 &
A1
A0 1
1 1 D3
1
二、输出表达式
D3 D2 D1 D0
Y= A1A0 D0 +A1A0D1+A1A0 D2 +A1A0 D3 四、逻辑符号（附加控制端）
Y
A1 四选一
A0 S D3 D2 D1D0
1D0
1D1
1Y
1D2
1D3
EN
2D0
2D1
2Y
2D2
2D3
当 S =1 时：Y= 0，电路处于禁止工作状态。
当 S = 0 时：电路处于工作状态，为低电平使能。
Y ( A 1 A 0 ) D 0 ( A 1 A 0 ) D 1 ( A 1 A 0 ) D 2 ( A 1 A 0 ) D 3 Y = m0 D0 + m1 D1 + m2 D2 + m3 D3
DD1 0 DD 1 0 0
地址端对应的 函数F2要 输入 求的变量
A B C D0
D
A B C D1
D
A B C D2
1
A B C D3
0
A B C D4
D
A B C D5
D
A B C D6
1
A B C D7
0
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例3-15 已知组合电
F1
F2
路如图所示，它是由
Y1
Y2
双四选一数据选择器 b A0 组成。试写出它的输 a A1
1 01
D4 D5 D6 D7
S D0 D1 74153 D2 2Y D3
A1 A0
A1 A0
图 3-28 用使能端扩展通道数
当当AA2 2==10时时，， 第第一一块块四四选选一一数数据 选据择选择器器的的S=S1=0处处于 不于工工作作状状态态，， 根 ≥ 1 Y 第据二A1块、数A据0取选值择从器 的D0～S=D0 3处中于输工出作一状 态出路第一，数二路从据块数D；四4据～选。D一7 中数输 据选择器的S=1处