数据选择器

深圳大学实验报告

课程名称：数字电路与逻辑设计

实验项目名称:数字选择器

学院：

专业、班级：

指导教师：

报告人：学号：

实验报告提交时间： 2014-11-20

教务处制

一、实验目的

1．了解和正确使用MSI 组合逻辑部件；

2．掌握一般组合逻辑电路的特点及分析、设计方法； 3. 学会对所设计的电路进行逻辑功能测试的方法；

二、实验原理

数据选择器是常用的组合逻辑电路之一。它有若干个数据输入端D0、D1等，若干个数据控制端A0、A1等和一个输出端Y 。在控制输入端加上适当的信号，即可从多个数据输入源中将所需要的数据信号选择出来，送到输出端。使用时也可以在控制输入端加上一组二进制编码器程序的信号，使电路按要求输出一串信号，所以它也是一种可编程序的逻辑部件，也可以用来构造逻辑函数发生器。此方法简便，线路简单。4选1数据选择器的逻辑表达式为

301201101001D A A D A A D A A D A A Y +++=

所以对于任意给定的三输入变量的逻辑函数均可用4选1数据选择器来实现。同理，8选1数据选择器的逻辑表达式为

4

0123012201210120012D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A Y ++++=

601260125012D A A A D A A A D A A A +++

所以对于任意给定的四输入变量的逻辑函数均可用8选1数据选择器来实现采用比较法用数据选择器实现单输出函数的设计步骤如下：

(1)选择接到数据选择端的函数变量； (2)写出数据选择器输出的逻辑便表达式；

(3)将要实现的逻辑函数转换为标准与或表达式；

(4)对照数据选择器输出表达式和待实现函数的表达式确定数据输入端的值； (5)连接电路。

三、实验仪器

1.RXS-1B 数字电路实验箱；

2.74LS00(四2输入与非门)1片、74LS153(双4选1数据选择器)1片。

四、实验任务

任务一 74LS153的功能测试

将一片74LS153插入RXB-1B 数字电路实验箱的IC 空插座中，并按图1连接。31D 、21D 、11D 、01D ，控制输入端1A 0A 和使能ST 1端接至数字电路实验箱的任意

7个逻辑电

平开关，输出Y1接至实验箱电平显示器的任意LED。设计表1中的输入状态并将测试结果填入表中。

图1

任务二用74LS153设计电机控制电路

某工厂有三个车间和一个自备电站，站内有两台发电机X和Y。Y的发电能力是X的两倍。如果一个车间开工，启动X就能满足要求；如果两个车间开工，启动Y就能满足；如果三个车间同时开工，则X和Y都应启动。设计控制发电机X和Y启动逻辑电路。

1、设计方法提示：

设三个车间为A、B、C，开工为“1”，停工为“0”；发电机X和Y启动为“1”，停止为“0”。可按题意列出A、B、C和X、Y之间关系的真值表，经化简求出X和Y与变量A、

B、C的函数表达式。要求：用双4选1数据选择器74LS153及必要的与非门实现。

2、实验方法提示：

静态测试方法：输入为固定逻辑电平1和0信号，输入信号的改变由实验者来控制。这时输出状态变化极慢，为可用人眼观察到。此方法是最基本数字电路功能测试方法。

先将A、B、C端分别接到实验箱的任意三个逻辑电平开关，将输出端X和Y分别接至实验箱任意两只LED。操纵三个逻辑电平开关（代表车间开工情况）观察两只指示灯的发光情况。

根据测试结果验证所设计的电路是否满足任务要求。

要求：

1、画出所设计的实验电路；

2、自拟表格，并记录静态测试结果。

五、实验数据整理

任务一：

输入输出使能端地址端数据端X Y ST

11

A0A D3 D2 D1 D0 理论值实测值

1 ××××××××

0 0 0 0 0 0 1 D0D0

0 0 1 0 0 1 0 D1D1

0 1 0 0 1 0 0 D2D2

0 1 1 1 0 0 0 D3D3任务二：

选通输入输出

1S—T—2S—T— A B C X（理

论）

Y（理

论）

X（实

测）

Y（实

测）

1 1 ×××××××

0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 1 1 0 1 0

0 0 0 1 0 1 0 1 0

0 0 0 1 1 0 1 0 1

0 0 1 0 0 1 0 1 0

0 0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 1 1 0 0 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 1

当1D0=C，1D1=C—，1D2=C—，1D3=C，

D0=0，2D1=C，2D2=C，2D3=1 时，

可使X=1Y，Y=2Y。

根据真值表X和Y的理论值画出卡诺图如下：

X的卡诺图Y的卡诺图

BC A 00 01 11 10

BC

A

00 01 11 10

0 0 1 0 1 0 0 0 1 0

1 1 0 1 0 1 0 1 1 1

ABC

C

B

A

C

B

A

C

B

A

X+

+

+

=AB

C

B

A

BC

A

Y+

+

=

六、实验数据整理及误差分析

数据整理：

1、在任务一中，可以看出实验实测值和预习是的理论值是相同的，所以实验是成功的。

2、在任务二中，可以看出实验实测值和预习是的理论值是相同的，所以实验是成功的。

七、实验结果讨论

任务一验证了1ST=1时，数据选择器被禁止，输入与输出信号及选择信号无关；当1ST=0时，数据选择器正常工作。

任务二中，当函数变量数目m多于数据选择器中数据选择段的数目n时，那么就会需要有反变量的输入或其他门电路。

八、试验总结（或收获和体会）

做实验是要注意的问题有：当插入芯片时要注意缺口向左，8号引脚一定要接“GND”插孔，并且在拔芯片的时候要用起拔器，平行将芯片拔起，以免损坏芯片。

通过这次实验中，我加深了对数据选择器的功能的认识。而且在连线的时候我是在实验箱电源关闭的时候插线，插完线并多次确认没有错时才打开电源，进行实验。而且因为做了预习报告的原因，也让我在实验的过程中没有遇到特别大的问题，总的来说这次实验还是比较顺利的。