数据选择器与数据分配器

数据选择器与数据分配器

本次重点内容：

1、数据选择器的电路原理与功能。

2、用数据选择器实现函数。

3、数字分配器的电路和功能

教学过程

3.3.1 数据选择器

在多路数据传输过程中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输，这就需要用到数据选择器。

在数据选择器中，通常用地址输入信号来完成挑选数据的任务。如一个4选1的数据选择器，应有两个地址输入端，它共有22＝4种不同的组合，每一种组合可选择对应的一路输入数据输出。同理，对一个8选1的数据选择器，应有3个地址输入端。其余类推。

而多路数据分配器的功能正好和数据选择器的相反，它是根据地址码的不同，将一路数据分配到相应的一个输出端上输出。

根据地址码的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路，称为数据选择器。

其功能相当于一个受控波段开关。多路输入信号：N个。输出：1个。地址码：n 位。应满足2n≥N。

（一）、4选1数据选择器

1、逻辑电路：D3、D

2、D1、D0为数据输入端，A1、A0为地址信号输入端，Y为数据输出端，ST为使能端，又称选通端，输入低电平有效。

2、真值表：4选取1数据选择器的真值表。

3．由真值表可写出输出逻辑函数式 （二）8选1数据选择器

MSI 器件TTL 8：选1数据选择器CT74LS151

1．逻辑功能示意图：D 7、D 6、D 5、D 4、D 3、D 2、D 1、D 0为数据输入端，A 2、A 1、A 0为地址信号输入端。Y 和 为互补输出端，ST 为使能端，又称选通端，输入低电平有效。

2．数据选择器CT74LS151的真值表

3．输出逻辑函数：

Y= (A2A1A0D0 +A2A1A0D1 +A2A1A0D2 +A2A1A0D3 +A2A1A0D4 +A2A1A0D5

+A2A1A0D6 + A2A1A0D7 )ST

?ST=1 , ??Y=0 , ??????????.

?ST=0 , ???????,??

Y= A2A1A0D0 +A2A1A0D1 +A2A1A0D2 +A2A1A0D3 +A2A1A0D4

+A2A1A0D5 +A2A1A0D6 + A2A1A0D7

（三）用数据选择器实现组合逻辑函数

实现原理：数据选择器是一个逻辑函数的最小项输出器：

而任何一个n位变量的逻辑函数都可变换为最小项之和的标准式

，

Ki的取值为0或1，所以，用数据选择器可很方便地实现逻辑函数。

例1: 试用数据选择器实现逻辑函数Y＝AB＋AC＋BC。

解：（1）选用数据选择器。由于逻辑函数Y中有A、B、C三个变量，所以，可选用8选1数据选择器，现选用CT74LS151。

（2）写出逻辑函数的标准与一或表达式。逻辑函数Y的标准与一或表达式为Y=AB+AC+BC

Y Y

写出最小项的表达式为：

写出4选1数据选择器的输出表达式Y ˊ为：

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

（3）比较Y 和Y ′两式中最小项的对应关系。设Y ＝Y ′，A ＝A 1 ，B ＝A 0 ， Y ′式中包含Y 式中的最小项时，数据取1，不包含Y 式中的最小项时，数据取0，得

D 0=0， D 1=C D 2=C, D 3=1,

（4）画连线图。根据上式可画出图11-2所示的连线图。

当逻辑函数的变量个数多于数据选择器的地址输入变量的个数时，应分离出多余的变量，将余下的变量分别有序地加到数据选择器的地址输入端上。

例2 用双4选1数据选择器CC14539和非门构成一位全加器。 解：（1）设定变量，列真值表。 设二进制数在第i 位相加

输入变量：被加数A i ，加数B i ，来自低位的进位数C i-1

⎪

⎪

⎩⎪

⎪⎨⎧++=+++=+++=----------i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i B A C B A C B A C B A C B A C B A C B A C C B A C B A C B A C B A S 1111111111⎪⎩⎪⎨⎧+++=+++=3

012010010013

0120110100121D A A D A A D A A D A A Y D A A D A A D A A D A A Y C i

输出逻辑函数：本位和S i ，向相邻高位的进位数为C i

其真值表如下所示。

（2）写出输出逻辑函数表达式：

（3）写出数据选择器的输出逻辑函数.CC14539的输出逻辑函数式为

（4）将全加器的输出逻辑函数式和数据选择器的输出逻辑函数式进行比较。设

Si ＝1Y 、Ai ＝A 1、Bi ＝A 0时，则

C i-1 = 1

D 0 = 1D 3C i-1 = 1D 1 = 1D 2

设C i = 2Y ,A i = A 1 , B i = A 0时,则

C i-1 = 2

D 1 = 2D 22D 0 = 02D 3 = 1

（5）画连线图11－3。

由上题可知，当逻辑函数的变量数多于数据选择器的输入地址码A

1、A

时，则D

3

～

D

可视为是第三个（输入）变量，用以表示逻辑函数中被分离出来的变量。

3.3.2 数据分配器

数据分配是数据选择的逆过程。

根据地址信号的要求，将一路数据分配到指定输出通道上去的电路，称为数据分配器。

(A,B,C,………)Y0

Y N-1

Y N-2

Y2

Y1

N位输出

3线—8线MSI译码器的逻辑功能

如将译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址信号输入端使用时，则译码器便成为一个数据分配器。

3线一8线译码器CT74LS138构成的8路数据分配器。