实验三 数据选择器及其应用

实验三数据选择器及其应用

一、实验目的

1.掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法。

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

数据选择是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的功能相当于一个多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下：

图9-1 4选1数据选择器示意图

图中有四路数据D0~D3，通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中一路数据送至输出端Q。

1.八选一数据选择器74LS151

74LS151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端CBA，可选择I0~I78个数据源，具有两个互补输入端，同相输出端Z和反相输出端Z。其引脚图和功能表分别如下：

2.双四选一数据选择器74LS153

所谓双四选一数据选择器就是在一块集成芯片上有两个完全独立的4选1数据选择器，每个数据选择器有4个数据输入端I0~I3，2个地址输入端S0、S1，1个使能控制端E和一

个输出端Z，它们的功能表如表9-2，引脚逻辑图如图9-3所示。

图9-3 74LS153引脚逻辑图表9-2 74LS153的真值表

其中，EA、EB（1、15脚）分别为A路和B路的选通信号，I0、I1、I2、I3为四个

数据输入端，ZA（7脚）、ZB（9脚）分别为两路的输出端。S0（14脚）、S1（2脚）为地址信号，8脚为GND，16脚为VCC。

3.用74LS151组成16选1数据选择器

用低三位A2A1A0作每片74LS151的片内地址码, 用高位A3作两片74LS151的片选信号。当A3=0时，选中74LS151(1)工作, 74LS151(2)禁止；当A3=1时，选中74LS151(2)工作, 74LS151(1)禁止，如下图所示。

图9-4用74LS151组成16选1数据选择器

4. 数据选择器的应用

①用74LS151实现逻辑函数BC

Y+

A

=。

+

B

AC

A

C

先将函数表达式写成最小项逻辑加的形式：

Y+

+

A

==m o+m3+m5+m7

B

+

ABC

C

A

C

B

A

BC

显然，输入数据D0=D3=D5=D7=0，D1=D2=D4=D6=1，电路图如下：

图9-5 用74LS151实现逻辑函数

②用74LS153实现逻辑函数ABC

+

Y+

=

A

+

C

AB

C

B

BC

A

函数Y有三个输入变量A、B、C,而数据选择器有两个地址输入端S1、S0少于3个。画出函数功能表，可见将A、B分别接选择器的地址端S1、S0，并令I0=0，I1=I2=C，I3=1则4选1数据选择器的输出便实现了函数ABC

Y+

A

+

=，接线图如下所示：

+

B

BC

AB

C

C

A

图9-6用74LS153实现逻辑函数

三、实验设备与器材

1、数字逻辑电路实验箱。

2、数字逻辑电路实验箱扩展板。

3、数字万用表。

4、芯片74LS151、74LS153、74LS04、74LS08、74LS32。

四、实验内容及实验步骤

1. 测试74LS151的逻辑功能

将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，找一个16PIN的插座插上芯片74LS151，并在16PIN插座的第8脚接上实验箱的地（GND），第16脚接上电源（VCC）。将74LS151的输出端Z接到发光二极管上（实验箱主电路板的逻辑电平显示单元），自己接线，按74LS151的真值表逐项进行测试，记录测试结果。

2. 测试74LS153的逻辑功能

测试方法与步骤同上，记录测试结果。

3. 用两片74LS151组成16选1数据选择器

按图9-4接线，方法与步骤同上，记录结果并分析。

4. 用74LS151实现逻辑函数

参考图9-5，要求实现逻辑函数C

A

=，自己写出设计过程，画出接

+

F+

B

C

A

B

线图，并验证其逻辑功能。芯片插法，电源、地线接法与实验内容1相同，这里只需要自己实现逻辑函数，然后连线实现其功能。

5. 用74LS153实现逻辑函数

方法与步骤同实验4，要求实现B

F+

=，自己写出设计过程，画出接线图，

A

A

B

并验证其逻辑功能。

五、实验预习要求

1.复习数据选择器的工作原理。

2.用数据选择器对实验内容中的各函数式进行预设计。

3.思考：能否用数据选择器实现全加器功能。

六、实验报告要求

1、用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能

测试。

2、写出一篇有关编码器，译码器，数据选择器实验的收获与体会。