多路数据选择器
多路数据选择器
基于FPGA的多路数据采集器的设计李庭武李本印（陇东学院电气工程学院，甘肃庆阳745000）摘要：数据采集是从一个或多个信号获取对象的过程，它是计算机与外部物理世界连接的桥梁，尤其在恶劣的数据采集环境中得到广泛应用。
本课题主要研究利用FPGA把采集到的八路模拟信号电压分别转换成数字信号，在数码管上实时显示电压值，并且与计算机运行的软件示波器连接，实现电压数据的发送和接收功能。
关键词：FPGA；模数转换；数码显示管；键盘；设计Design of multi-channel data terminal Based on FPGALi Tingwu Li Benyin(Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China)Abstract: Data acquisition is a process that access to the object from the one or more signal, it is the bridge between the computer and the external physical world, and especially widely applied in data acquisition in harsh environment . This essay mainly studies on the usage of FPGA to collect the eight analog signals that are converted to digital voltage signal, digital tube display real-time voltage value. Connecting with the computer running software oscilloscope so that to realize the voltage data sending and receiving function.Keywords: FPGA; analog-to-digital converting chip; digital display tube; keyboard; design0 引言20世纪以来，数字信号处理技术已逐渐渗透到通信、家电、军事等各个应用领域。
多路选择器有哪些
多路选择器有哪些
多路选择器的分类
多路选择器也称数据选择器。
常见分类有4选1数据选择器、8选1数据选择器（型号为74151、74LS151、74251、74LS152）、16选1数据选择器（可以用两片74151连接起来构成）等之分。
多路选择器还包括总线的多路选择，模拟信号的多路选择等，另外相应的器件也有不同的特性和使用方法。
多路选择器的4选1原理图
图所示的是四选一多路选择器的原理图。
图中的D0、D1、D2、D3是四个数据输入端，Y为输出端，A1、A0是地址输入端。
从表中可见，利用指定A1A0的代码，能够从D0、D1、D2、D3这四个输入数据中选出任何一个并送到输出端。
因此，用数据选择器可以实现数据的多路分时传送。
此外，多路选择器还广泛用于产生任意一种组合逻辑函数。
如果把A1、A0视为两个输入逻辑变量，同时把D0、D1、D2和D3取为第三个输入逻辑变量A2的不同状态（即A2、/A2、1或0），便可产生所需要的任何一种三变量A2、A1、A0的组合逻辑函数。
可见，利用具有n 位地址输入的多路选择器可以产生任何一种输入变量数不大于n +1的组合逻。
电路设计中的多路选择器电路设计多路选择器电路设计的原理和应用
电路设计中的多路选择器电路设计多路选择器电路设计的原理和应用电路设计中的多路选择器电路设计多路选择器是电路设计中常用的逻辑电路组件之一，它可以根据输入的控制信号，选择一个或多个输入信号输出。
本文将介绍多路选择器电路设计的原理和应用。
1. 多路选择器电路的原理多路选择器电路通常由一个控制信号和多个数据输入端组成，以及一个输出端。
根据控制信号的不同组合，选择不同的输入数据进行输出。
常见的多路选择器有2选1，4选1和8选1等多种规格。
其中，2选1多路选择器是最简单的形式，它有两个数据输入端（A和B）和一个控制信号输入端（C）。
当C为0时，选择A端输入的数据；当C 为1时，选择B端输入的数据输出。
4选1和8选1多路选择器则相对复杂一些。
以4选1多路选择器为例，它有四个数据输入端（A、B、C和D），一个控制信号输入端（S0）和一个输出端。
控制信号输入端（S0）可以取两个值，当S0为00时，选择A端输入的数据；当S0为01时，选择B端输入的数据；当S0为10时，选择C端输入的数据；当S0为11时，选择D端输入的数据输出。
可以看出，多路选择器的控制信号的位数决定了它可以选择的数据输入个数，而每个控制信号位数的不同取值则对应了不同输入端的选择。
2. 多路选择器电路的应用多路选择器电路在数字电路设计中有着广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用场景。
（1）数据选择多路选择器电路可以用于选择多个输入信号中的一个作为输出信号，常用于数据选择的场合。
例如，在多输入的情况下，可以通过多路选择器选择特定的输入信号进行处理或传输。
（2）地址选择在存储器设计中，多路选择器电路可以用来选择存储单元的地址。
通过控制信号的不同组合，选择相应的地址输入，实现对特定存储单元的读取或写入操作。
（3）多路开关控制多路选择器电路还可以用于多路开关控制。
将开关的状态作为多路选择器的控制信号输入，可以实现对不同线路的切换控制。
这在电器控制和通信领域中经常使用。
高二物理竞赛课件电路数据选择器
令A2=A,A1=B，A0=C，且令D1=D2=D3=D4=D5=D7=1，D0=D6=0
则有Y=(ABC)m(01111101)Ｔ= m(1, 2, 3, 4, 5, 7)，故F=Y。用8
选1MUX实现函数F的逻辑图如图4-22所示。
AB C 00 01 11 10
00 1 0 1 11 1 1 1
D0
F
D1
择
… …
D2 n-1
器
F
…
D2 n-1
A0 A1 An-1
(b)
(a) 图 4 – 18 数据选择器框图及等效开关
常用的数据选择器有2选1、4选1、8选1、16选1等。 图 4-19 是 4 选 1 数 据 选 择 器 的 逻 辑 图 及 符 号 ， 其 中 D0~D3是数据输入端，也称为数据通道；A1、A0是地址输 入端，或称选择输入端；Y是输出端；E是使能端，低电 平有效。当E=1时，输出Y=0，即无效，当E=0时，在地 址输入A1、A0的控制下，从D0~D3中选择一路输出，其功 能表见表4-13。 表 4 – 13 4选1 MUX功能表
E
A1 A0
Y
1
00
D0
0
01
D1
0
10
D2
0
11
D3
0
××
0
D3
D2
D1
D0
A0
1
& ≥1
1
Y
Y A1 4选1MUX E A0 D0 D1 D2 D3
A1
1
1
E (a) 逻辑图
(b) 逻辑符号
图 4 – 19 4选1 MUX
当E=0时，4选1 MUX的逻辑功能还可以用以下表达式表示：
二选一多路选择器原理
二选一多路选择器原理二选一多路选择器（Multiplexer，简称MUX）是一种能够将多个输入信号选中其中一个并输出的数字逻辑电路。
在数字电路中，MUX是一种广泛应用的电路之一，在数字信号处理、通信、计算机等领域都有着非常重要的作用。
二选一多路选择器通过一组控制信号，将多个输入信号中的一个输出到信号线上。
其结构通常由选择输入端、数据输入端和输出端组成。
多路选择器的输入端可选输入多个数据信号，由控制信号确定输出哪一个数据信号到输出端，因此多路选择器也称为“数据选择器”。
为了更好地理解多路选择器的原理，以下将多路选择器原理分为三个部分：1. 控制器多路选择器的控制器表示多路选择器的选择输入端，用于选择哪个输入端输出到输出端。
多路选择器的控制信号可以是一个或多个不同的信号，但这些信号所代表的值必须是二进制值。
多路选择器的控制器可以使用 AND 或 OR 门实现，当控制信号和输入信号同时为 1 时，对应输入信号会输出到输出线上。
2. 数据输入多路选择器的数据输入就是该选择器的多个输入端。
可以选择其中的一个输入端作为输出，这个输出端的值等于该输入端的值。
这些输入信号可以是数字信号、模拟信号或混合信号。
3. 输出多路选择器的输出端是计算机或其他设备使用的信号线。
多路选择器的输出值取决于选择输入端和输入端的状态。
当控制器的状态为0 时，多路选择器输出与第一个输入信号连接的值。
当控制器为 1 时，多路选择器输出与第二个输入信号相连的值。
这个选择过程由控制器完成。
综上所述，二选一多路选择器是一种能够将多个输入信号中的一个输出的数字逻辑电路。
其结构由选择输入端、数据输入端和输出端组成。
多路选择器通过一组控制信号，确定输出哪一个数据信号到输出端。
在数字信号处理、通信、计算机等领域中，多路选择器都有着广泛的应用，是非常重要的电路之一。
列表：1. 二选一多路选择器是什么？2. 多路选择器的控制器是如何实现的？3. 多路选择器的数据输入是什么？4. 多路选择器的输出是什么？5. 多路选择器在哪些领域有广泛的应用？。
电路中的多路选择器原理与应用
电路中的多路选择器原理与应用电路中的多路选择器（Multiplexer）是一种重要的数字电路元件，它能够从多个输入信号中选择出特定的信号输出。
多路选择器在现代电子设备中广泛应用，包括计算机、通信设备以及各种数据传输系统中。
本文将介绍多路选择器的基本原理及其应用。
多路选择器的基本原理是利用控制信号来选择输入信号中的一路输出。
它由多个输入信号、一个或多个控制信号以及一个输出信号组成。
最常见的多路选择器是2的n次方输入选择器，其中n表示控制信号的数量。
以4输入选择器为例，它有四个输入端（A、B、C、D）、两个控制信号端（S0、S1）以及一个输出端（Y）。
在多路选择器中，控制信号决定了输入信号中哪一路会被选中输出。
例如，当S0和S1都为0时，选择器会输出输入信号A；当S0为0，S1为1时，选择器会输出输入信号B；当S0为1，S1为0时，选择器会输出输入信号C；当S0和S1都为1时，选择器会输出输入信号D。
这样，利用不同的控制信号组合就可以选择出不同的输入信号。
多路选择器的应用非常广泛。
在计算机中，多路选择器被用于选择存储器中的不同地址以读取或写入数据。
它还被用于处理器的指令执行过程中，帮助指令选择不同的操作数或执行路径。
此外，多路选择器还可以用于数据交换系统中，帮助选择不同的信道进行数据传输。
在通信设备中，通过多路选择器的选择，可以实现不同用户之间的数据分发和转接。
总之，多路选择器在数字电路中起到了关键的作用，为电子设备的高效运行提供了支持。
除了基本的多路选择器，还有一种衍生的多路选择器——译码器。
译码器是一种更加简化和高度集成的多路选择器，它通过控制信号将输入信号映射到唯一的输出信号。
译码器被广泛应用于地址译码、数码管显示及编码解码等场景。
总之，多路选择器作为一种重要的数字电路元件，在现代电子设备中发挥着重要的作用。
它不仅解决了信号选择的问题，还增强了电路的灵活性和可扩展性。
多路选择器的应用领域非常广泛，包括计算机、通信设备以及各种数据传输系统中。
16选1多多路数据选择器设计
EDA实验报告课程名称EDA 实验项目16选1多多路数据选择器设计物电学院班姓名同组实验者指导老师1.实验目的1.掌握组合逻辑电路的设计方法；2.熟悉并行信号赋值语句；2. 实验条件1.输入：拨码开关；2.输去：发光二极管；芯片：epm7128slc84-15；3. 实验内容1.设计并实现16选1数据选择；4.实验原理EN=1时，关闭导通。
EN=0时，工作正常。
2.VHDL程序LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY AAA ISPORT(SEL:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); DATA:IN STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0); EN:IN STD_LOGIC;OUTPUT:OUT STD_LOGIC);END ENTITY AAA;ARCHITECTURE MIH OF AAA ISSIGNAL OUTTEN:STD_LOGIC;BEGINOUTTEN<=DATA(0) WHEN SEL="0000" ELSEDATA(1) WHEN SEL="0001" ELSEDATA(2) WHEN SEL="0010" ELSEDATA(3) WHEN SEL="0011" ELSEDATA(4) WHEN SEL="0100" ELSEDATA(5) WHEN SEL="0101" ELSEDATA(6) WHEN SEL="0110" ELSEDATA(7) WHEN SEL="0111" ELSEDATA(8) WHEN SEL="1000" ELSEDATA(9) WHEN SEL="1001" ELSEDATA(10) WHEN SEL="1010" ELSEDATA(11) WHEN SEL="1011" ELSEDATA(12) WHEN SEL="1100" ELSEDATA(13) WHEN SEL="1101" ELSEDATA(14) WHEN SEL="1110" ELSEDATA(15) WHEN SEL="1111" ELSE'0';WITH EN SELECTOUTPUT<=OUTTEN WHEN '0','Z' WHEN OTHERS;END ARCHITECTURE MIH;5 .实验结果1.锁定管脚2.仿真结果。
数据选择器
数据选择器
数据选择器又名多路选择器，简称MUX，其功能是能从多个 数据输入通道中，按要求选择其中一个通道的数据传送到输出通 道中，类似于如图3-42所示的单刀多掷开关。
图3-42 单刀多掷开关
1．4选1数据选择器
如图3-43所示为4选1数据选择器。其中D0 ，D1 ，D2 ，D3 为 4个输入信号；A0 ，A1 为2个地址输入信号； 为输出信号。
例3.3.7 用数据选择器实现函数 F2 BC ABC D ABC D ABCD ABCD 。
解：
将函数整理后，可得
F2 BC ABC D ABC D ABCD ABCD ABC D ABCD ABCD ABC D ABCD ABC D ABC D ABCD ( ABC)D ( ABC)D (ABC)(D D) (ABC) 0 ( ABC)D ( ABC)D (ABC)(D D) (ABC) 0
2．8选1数据选择器
如图3-44所示为8选1数据选择器74LS151的逻辑符号图。
图3-44 集成8选1数据选择器74LS151图形符号
根据数据选择器的定义，可列出8选1数 据选择器的真值表，如表3-24所示。
输入
输出
S
A2
A1
A0
Y
Y
1
×
×
×
0
1
0
0
0
0
D0
D0
0
0
0
1
D1
D1
0
0
1
0
D2
D2
D1 A2 A1 A0
D7 A2 A1 A0
Y D0 A2 A1 A0 D1 A2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
3．集成数据选择器
数据选择器
01
11
10
0
1
1 D0 D1 D3 D2
1
111
D0＝0 D1＝A0 D3＝1 D2＝A0
图 6 卡诺图确定Di端
D1 D0
“ 1”
“ 1”
A0
AA21
A1DA32D7D2D6DD1 5 DD04 D3 D2 D1 D
AA10
A0A1
A0
A0
F
(b)
F
图 7 四选一 实现的三变量多数(a表)决器
4.4.3数据选择器
数据选择器是指经过选择，把多个通道上的数据传 送到唯一的公共通道上去。
数据选择器又称多路选择器(Multiplexer, 简称MUX)，其 框图如图1(a)所示。它有n位地址输入、2n位数据输入、1位输 出。每次在地址输入的控制下，从多路输入数据中选择一路输 出，其功能类似于一个单刀多掷开关，见图1(b)。
为使F′=F则令 D0 0 D1 D2 A0 D3 1
（2）
由真值表得卡诺图如图 6 所示，选定A2A1为地址变量。 在控制
范围内求得Di数：D0=0,D1=A0, D2=A0, D3=1。结果与表达式对照
法所得结果相同。
AA02A1 00
01
11
10
0 D0 D1 D3 D2
AA02A1 00
(3) 卡诺图对照法。此法比较直观且简便，其方法是：首 先选定地址变量；然后在卡诺图上确定地址变量控制范围， 即输入数据区；最后由数据区确定每一数据输入端的连接。
“ 1”
A2
A2D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
A1
A1
A1
A0
A0
A0
《数据选择器》课件
VS
详细描述
分布式数据选择器由多个数据选择器组成 ，每个数据选择器具有独立的选择信号和 数据输入/输出端口。通过将各个数据选 择器的数据输出端口连接起来，可以实现 数据的分布式处理和传输。分布式数据选 择器具有灵活性和可扩展性，适用于大规 模数据处理和复杂系统。
可编程数据选择器
总结词
可编程数据选择器是一种可以通过编程配置 其选择逻辑和数据输入端口的自定义选择器 。
数字信号。
多路复用
数据选择器可以用于实现多路复用技术，如频分复用和时分复用等。通过选择不同的输 入通道，数据选择器可以实现多路信号的同时传输，从而提高通信系统的传输效率和可
靠性。
04
数据选择器的扩展
多路数据选择器
总结词
多路数据选择器是一种能够同时处理多个数据输入的选择器，具有多个数据输入端口和多个数据输出端口。
个对应的输出信号。
高速性能
数据选择器通常具有高速性能，能 够快速地完成数据的传输和处理。
灵活性
数据选择器的选择输入信号和数据 输入信号可以有多种组合方式，因 此具有很高的灵活性，可以适用于 各种不同的应用场景。
03
数据选择器的应用
数据选择器在数字系统中的应用
实现多路数据分时传输
数据选择器在数字系统中常被用于实现多路数据的分时传输。通过选择不同的输 入端口，数据选择器可以在同一时间选择并传输一路数据，从而实现多路数据的 并行处理。
06
数据选择器的优缺点
数据选择器的优点
并行处理能力强
灵活性高
数据选择器能够同时处理多个输入数据， 提高了并行处理能力，使得数据处理速度 更快。
数据选择器可以根据需要选择不同的输入 数据，使得系统更加灵活，能够适应不同 的数据处理需求。
多路选择器原理
多路选择器原理
多路选择器（Multiplexer，简称MUX）是一种逻辑电路，在数字系统中广泛应用。
其作用是从多个输入信号中选择一个信号输出。
多路选择器基本组成结构包括多个输入端（一般为2的幂次方个），一个输出端和两个控制端。
多路选择器的工作原理是：将数据输入mux的选通端，然后通过控制端控制mux输出的数据。
通过将多个信号从选择器的数据输入端输入，选择器将会根据控制端输入的二进制数据来判断输出哪一个数据位。
例如，一个4:1的多路选择器有4个输入和1个输出端，其输出端的数据是由两个控制端D0和D1控制的。
若D0和D1分别输入00，则选择器将输出第一个输入端的数据；若D0和D1分别输入01，则选择器将输出第二个输入端的数据；若D0和D1分别输入10，则选择器将输出第三个输入端的数据；若D0和D1分别输入11，则选择器将输出第四个输入端的数据。
多路选择器可以通过级联来实现更高级的功能。
例如，一个8:1多路选择器可以通过将两个4:1的多路选择器级联来实现。
其中第一个4:1选择器将前4个输入信号作为其输入数据，输出一个信号作为第二个4:1选择器的一个输入信号，而第二个4:1选择器的另3个输入信号直接相连。
通过这种级联的方式，可以实现更大规模的多路选择器。
多路选择器在数字系统中的应用非常广泛。
例如，多路选择器可以用于处理数字系统中的存储器读取和写入操作，信号选择等模块功能的实现。
多路选择器还可以用于构建数字信号处理模块，降低系统复杂性和功耗。
总之，多路选择器在数字系统中具有非常重要的作用。
数据选择器
数据选择器五、数据选择器(Data Selector)数据选择器又称为多路选择器（Multiplexer)是一种多个输入一个输出的中规模器件，其输出的信号在某一时刻仅与输入端信号的一路信号相同，即输出为输入端信号中选择一个输出。
我们在日常生活中常常会碰到这种多路选择器的情况，如家庭音响系统中在选择音源时，可以在CD、录音磁带、收音机中选择一路进行欣赏，这是将多个信号源中选择一路进行输出，但这例子中的信号是模拟信号，而这里主要讲的是数据信号。
1、数据选择器的电路结构数据选择器在上面已经讲到是在多个输入中选择一路进行输出，至于选择哪一路，须首先对输入信号进行编号，另外还须一个选择哪一路输入的选择信号，于是我们可得到如下图的4输入的多路选择器的框图，下表列出了其工作的情况。
/S A1 A0 Y0 0 0 D00 0 1 D10 1 1 D20 1 1 D31 ××0对上面真值表的分析不难写出输出与输入的关系为：由上式可画出下图所示的多路选择器的内部电路，其左图为基本的电路形式，右图加上了一个使能端，当其为高电平时，输出始终为高电平，仅当其为低电平，其输出才满足上式的功能。
2、标准中规模数据选择器常见标准中规模数据选择器有74153(双4选1多路选择器）、74151A(8选1多路选择器）、74150(16选1多路选择器）,这里以74151A为例说明其结构及逻辑功能。
下图为74151A的逻辑符号。
地址输入输出A2A1A0/ST Y /Y××× 1 0 10 0 0 0 D0/D00 0 1 0 D1/D10 1 0 0 D2/D20 1 1 0 D3/D31 0 0 0 D4/D41 0 1 0 D5/D51 1 0 0 D6/D61 1 1 0 D7/D73、数据选择器组合逻辑电路从数据选择器的输出与输入的表达式中可以看出，其实际上是数据输入与地址输入的最小项相与的关系，所以数据选择器可以实现各种组合逻辑功能。
电路中的多路选择器设计
电路中的多路选择器设计在电路设计中，多路选择器（Multiplexer）是一种常见的数字电路，用于从多个输入信号中选择一个输出信号进行处理。
它的设计在现代电子设备中具有广泛的应用，在数据传输、信号选择和计算等方面发挥着重要的作用。
一、多路选择器的原理多路选择器的核心原理是利用控制信号来选择特定的输入信号作为输出。
它由多个输入端口、一个输出端口和一个控制端口组成。
控制端口通过二进制编码来选择需要传输的输入信号，输出端口则将选中的输入信号传递给后续电路进行处理。
二、多路选择器的基本设计要设计一个多路选择器，需要确定输入端口的数量、输出端口的数量和控制端口的位数。
通常，一个n选1的多路选择器有2^n个输入端口和一个输出端口。
以4选1多路选择器为例，它有4个输入端口和1个输出端口。
而控制端口的位数与输入端口的数量有关，用于选择需要输出的输入端口。
三、多路选择器的实现方式多路选择器的实现有多种方式，其中常见的有逻辑门实现和传输门实现。
1. 逻辑门实现常见的逻辑门实现方式包括使用与门和或门，通过逻辑运算实现选择功能。
以4选1多路选择器为例，可以使用4个与门和1个或门实现。
每个与门的输入端口与对应的输入信号相连，控制端口的输入经过与门后与对应的输入信号相连，最后经过或门输出。
2. 传输门实现传输门实现方式采用传输门和反相器，通过设置开关来选择输出。
以4选1多路选择器为例，可以使用4个传输门和反相器实现。
每个传输门的输入端口与对应的输入信号相连，控制端口的输入与反相器相连，然后与传输门结合输出。
四、多路选择器的应用领域多路选择器在计算机和通信领域中有广泛的应用。
在计算机中，多路选择器用于多个寄存器之间的数据选择和传输。
在通信领域中，多路选择器用于数据信号的选择和调度，实现数据的高效传输和处理。
除了上述应用领域外，多路选择器还可以用于时序电路中的状态转移、模拟电路中的信号选择和控制电路中的逻辑判定等方面。
其灵活性和可扩展性使得多路选择器成为了数字电路设计中不可或缺的一部分。
多路选择器的基本功能
多路选择器的基本功能多路选择器（Multiplexer）是一种用于在不同的输入信号中选择一个输出信号的电路或设备。
它具有多个输入端和一个输出端，可以根据控制信号选择将哪个输入端的信号传送给输出端。
多路选择器是数字电路中的基本元件之一，广泛应用于计算机、通信系统和各种数字设备中。
下面将详细介绍多路选择器的基本功能。
1.信号选择功能：多路选择器可以根据控制信号选择一个输入信号进行传送。
通常，多路选择器有2^n个输入端（n为控制信号的位数），其中只能选择一个作为输出信号。
通过改变控制信号的状态，可以实现选择不同的输入信号进行传送。
这种功能使得多路选择器能够将多个信号进行集中处理，提供灵活的信号路由功能。
2.数据转换功能：多路选择器可以实现将不同类型的数据信号进行转换。
例如，可以将模拟信号转换为数字信号，或者将不同位数的数字信号进行转换。
在计算机系统中，多路选择器经常用于选择不同数据源的信号输入，以提供多样化的数据处理能力。
3.信号复用功能：多路选择器可以将多个信号复合到一个信道上进行传送。
当有限的信道资源不足以同时传送多个信号时，可以使用多路选择器将这些信号复用到一个信道上，通过控制信号选择传送的信号。
这种信号复用功能可以提高信道利用率，降低传输成本。
4.状态保存功能：多路选择器可以根据控制信号的状态保存上一次的选择结果。
当控制信号不再变化时，多路选择器会保持选择状态不变，直到下一次控制信号的变化。
这种状态保存功能可以避免信号切换时的信号中断或抖动，提供稳定的信号选择结果。
5.逻辑运算功能：多路选择器可以实现逻辑运算功能，根据控制信号和输入信号的逻辑关系进行运算。
常见的逻辑运算包括与、或、非等。
通过逻辑运算功能，多路选择器可以实现复杂的逻辑控制和处理任务。
6.时序控制功能：多路选择器可以根据时序控制信号进行时序处理。
时序控制信号可以用于控制多路选择器的工作状态、时钟信号等，实现精确的时序控制。
通过时序控制功能，多路选择器可以顺序、并行地处理输入信号，提高处理效率和准确性。
一文解析多路选择器的工作原理及电...
一文解析多路选择器的工作原理及电...什么是多路选择器多路选择器是数据选择器的别称。
在多路数据传送过程中，能根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器，也称多选择器或多路开关。
FPGA中多路选择器结构典型的FPGA器主要包含3类基本资源：可编程逻辑块（c o n f i g u r a b ll o g i c b l o c k ，C L B ）、布线资源和可编程输入/输出块。
可编程逻辑块四周被预制的布线资源通道包围，可编程输入/出模块分布在F P G A 四周，除了上述3种资源以外，通常在F PA中还包含块RAM、乘法器等可选资源。
在FPGA各种资源中可编程逻辑块是实现用户功能的基本单元，每个可编程逻辑块包含个互连开关矩阵和4个S L I C E s ，其中每个S L I C E 包括2查找表（L o o k -U p -T a b l e ，L U T ）、2个触发器和些多路选择器。
互连开关矩阵主要由不同长度导线和多个布线开关成，典型的布线开关结构如图1所示。
由图1可见每个布线开关由多路选择器、缓冲器和一些可编程的S R A M 单元成。
其中多路选择器是连接各布线轨道和可编程逻辑块的桥梁，其构对F P G A 的性能和功耗都有较大的影响。
根据多路选择器所驱的导线长度不同，F P G A 中多路选择器的规模从4选1到3 0选不等。
图2所示为1 6选1的多路选择器晶体管级电路结构。
多路选择器的左边是16条输入线，用于连接布线轨道或可编程逻辑块等资源，S 1 ~ S 6 代表6 个可编程R A M 单元，通过配置S R A M 单元的内容可以从1 6条输入线中出1 条作为有效输入端，例如，当S 1 ~ S 6存储单元的存储值为0 0 0 1 0 0”时，输入线I 3被选择中，信号所经过的有效路径图2 中虚线所示。
多路选择器的主体部分是传输晶体管，由于N MS 晶体管载流子的迁移效率高，电路速度快，因此，多路选择器中传输晶体管均采用NMOS晶体管实现。
数据选择器_实验报告
一、实验目的1. 理解数据选择器的工作原理和逻辑功能。
2. 掌握数据选择器的引脚及其作用。
3. 学会使用数据选择器进行组合逻辑电路的设计。
4. 通过实验验证数据选择器的应用。
二、实验原理数据选择器，又称多路选择器，是一种能够从多个数据输入中选取一路输出到输出端的数字电路。
其基本原理是利用控制信号来选择所需的输入数据。
常见的数据选择器有二选一、四选一、八选一等。
三、实验器材1. 74LS153双四选一数据选择器2. 逻辑分析仪3. 电源4. 连接线5. 逻辑门电路四、实验步骤1. 搭建实验电路：按照实验原理图连接好电路，包括数据选择器、输入端、输出端和控制端。
2. 输入数据测试：向数据选择器的输入端输入不同的数据，观察输出端的变化。
3. 控制信号测试：改变控制信号的状态，观察输出端的变化，验证数据选择器的逻辑功能。
4. 组合逻辑电路设计：设计一个组合逻辑电路，使用数据选择器实现所需的逻辑功能。
5. 电路仿真：使用逻辑分析仪对电路进行仿真，验证电路的正确性。
五、实验结果与分析1. 输入数据测试：当输入端的数据分别为0和1时，输出端能够正确地输出对应的值。
2. 控制信号测试：当控制信号改变时，输出端能够正确地选择对应的输入数据。
3. 组合逻辑电路设计：设计了一个组合逻辑电路，使用数据选择器实现了所需的逻辑功能。
4. 电路仿真：仿真结果显示，电路能够正确地实现预期的逻辑功能。
六、实验心得1. 通过本次实验，我对数据选择器的工作原理和逻辑功能有了更深入的了解。
2. 实验过程中，我学会了如何使用数据选择器进行组合逻辑电路的设计。
3. 实验让我认识到，在实际应用中，数据选择器可以简化电路设计，提高电路的可靠性。
4. 通过本次实验，我提高了自己的动手能力和逻辑思维能力。
七、总结本次实验成功地实现了数据选择器的测试和应用，验证了数据选择器的逻辑功能。
通过实验，我对数据选择器有了更深入的了解，并掌握了使用数据选择器进行组合逻辑电路设计的技巧。
数据选择器与多路复用电路的优化与应用研究
数据选择器与多路复用电路的优化与应用研究数据选择器（Data Selector）和多路复用电路（Multiplexer）是数字电子领域中的重要组件，广泛应用于逻辑电路设计和数据处理中。
本文将就数据选择器和多路复用电路的优化与应用进行研究，并探讨它们在实际应用中的作用和局限性。
一、数据选择器的原理和结构数据选择器是一种多输入，一输出的组合逻辑电路，它的输出信号将根据输入控制信号来选择合适的输入信号进行输出。
数据选择器的基本结构包括输入端、选择控制输入信号、输出端和控制电路。
在选择控制输入信号不同的情况下，数据选择器将根据控制信号选取相应的输入信号，使它们经过控制电路进行处理并输出。
二、数据选择器的优化1. 硬件优化：为了提高数据选择器的工作效率和性能，可以采用硬件优化的方法。
例如通过增加选择输入位数，可以实现更多的输入选择，提高数据选择的灵活性和多样性。
2. 逻辑优化：在设计数据选择器时，应合理考虑逻辑电路结构，避免冗余和复杂的逻辑门使用，采用最简形式的逻辑电路结构，以减少硬件资源占用和电路延迟。
三、多路复用电路的原理和结构多路复用电路是一种能够将多个输入信号通过一个控制信号选择并输出的组合逻辑电路。
多路复用电路根据控制信号的状态，选择相应的输入信号进行输出，实现多个信号的复用和集中处理。
多路复用电路的基本结构包括输入端、选择控制输入信号、输出端和控制电路。
在选择控制输入信号改变时，多路复用电路会选择对应的输入信号进行输出。
四、多路复用电路的优化1. 增加输入端口：通过增加多路复用电路的输入端口数量，可以实现选择更多的输入信号，提高多路复用的灵活性和多样性。
2. 硬件优化：合理选择控制电路的结构和组件，采用高效的硬件设计方法，减少延迟和减小硬件资源的占用。
五、数据选择器和多路复用电路的应用1. 数据选择器的应用：数据选择器在存储器读写控制电路中扮演重要角色，用于选择不同的存储单元进行数据读写。
此外，数据选择器还广泛应用于计算机硬件中的多路选择、数据交换和信号选择等场景。
多路选择器的基本功能
多路选择器的基本功能多路选择器是计算机网络中的一种重要技术，它能够同时监控多个输入通道，根据每个通道的状态进行相应的处理。
在网络通信中，多路选择器扮演着重要的角色，它能够提高网络的效率和可靠性。
多路选择器能够同时监控多个输入通道，这些通道可以是不同的网络连接、传感器、文件描述符等。
通过监控多个通道，多路选择器可以实现并行处理，提高网络的吞吐量和响应速度。
例如，在一个网络服务器中，可以使用多路选择器同时监听多个客户端的请求，当有请求到达时，多路选择器可以立即进行处理，而不需要逐个处理每个连接。
多路选择器能够根据每个通道的状态进行相应的处理。
当一个输入通道有数据到达或发生其他事件时，多路选择器会通知应用程序进行相应的处理。
这种通知机制可以避免应用程序不断地轮询每个通道，减少了资源的浪费。
例如，在一个聊天应用中，可以使用多路选择器来监听多个客户端的消息，当有消息到达时，多路选择器会通知应用程序进行处理，从而实现实时聊天的功能。
多路选择器还可以进行事件过滤和分发。
它可以根据应用程序的需求，选择特定类型的事件进行处理，并将这些事件分发给相应的处理程序。
例如，在一个游戏服务器中，可以使用多路选择器监听玩家的输入事件和网络事件，然后将这些事件分发给相应的游戏逻辑处理程序，从而实现多人在线游戏的功能。
多路选择器还能够提供超时和错误处理功能。
当一个输入通道在一定时间内没有数据到达时，多路选择器可以触发超时事件，应用程序可以根据超时事件进行相应的处理。
同时，多路选择器还能够检测和处理错误事件，例如连接断开、数据传输错误等。
这些功能能够提高网络的可靠性和容错性。
多路选择器是计算机网络中一种重要的技术，它能够同时监控多个输入通道，并根据每个通道的状态进行相应的处理。
多路选择器能够提高网络的效率和可靠性，实现并行处理、事件过滤和分发、超时和错误处理等功能。
在网络通信中，多路选择器扮演着不可或缺的角色，为应用程序提供了强大的功能和性能优化。
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基于FPGA的多路数据采集器的设计李庭武李本印（陇东学院电气工程学院，甘肃庆阳745000）摘要：数据采集是从一个或多个信号获取对象的过程，它是计算机与外部物理世界连接的桥梁，尤其在恶劣的数据采集环境中得到广泛应用。
本课题主要研究利用FPGA把采集到的八路模拟信号电压分别转换成数字信号，在数码管上实时显示电压值，并且与计算机运行的软件示波器连接，实现电压数据的发送和接收功能。
关键词：FPGA；模数转换；数码显示管；键盘；设计Design of multi-channel data terminal Based on FPGALi Tingwu Li Benyin(Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China)Abstract: Data acquisition is a process that access to the object from the one or more signal, it is the bridge between the computer and the external physical world, and especially widely applied in data acquisition in harsh environment . This essay mainly studies on the usage of FPGA to collect the eight analog signals that are converted to digital voltage signal, digital tube display real-time voltage value. Connecting with the computer running software oscilloscope so that to realize the voltage data sending and receiving function.Keywords: FPGA; analog-to-digital converting chip; digital display tube; keyboard; design0 引言20世纪以来，数字信号处理技术已逐渐渗透到通信、家电、军事等各个应用领域。
数据采集系统由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示五个部分组成。
本设计以FPGA 为控制核心，通过模数转换器（ADC0809）对0~7通道的数值进行循环检测，实现多路数据采集的目的。
若需要对数据进行处理时，通过切换键将控制单元的功能转换到数据处理功能，将采集到的电参量信号进行转换、放大、滤波、调零等处理，使之成为适合A/D 或者显示记录仪器所需要的电压信号并应用数码管将其显示出来或上传至计算机。
由于整个系统的控制采用FPGA 实现，因此可以依据现场的具体情况，对此系统进行修改、调试，故其具有组织方式灵活的特点。
适合用在要求采集通道多、精度高，但速率不高的数据采集中，是一种比较理想的实时数据采集系统。
1系统设计系统设计框图如图1.1所示，数据采集器的第一路输入自制1~5V 直流电压，第2~7路分别输入来自直流电源的5V 、4V 、3V 、2V 、1V 、0V 直流电压（各电压可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。
各路模拟信号分别转换为8位二进制数字信号。
用串行码送入传输线路。
主控器串行传输线路对各路数据进行采集和显示。
采集方式包括循环采集（即1路、2路、……8路、1路……）和选择采集（任意一路）。
显示部分能同时显示地址和相应的数据。
利用电路补偿提高电阻变化与输出电流电压变化的线性关系。
基于FPGA 的I/O 端口多、频率高，低功耗等优点，适用于有严格时序要求的多路数据采集系统，本设计采用FPGA 构建多路数据采集系统核心控制电路，主要完成A/D 转换及数据的采集、传输。
FPGA 采用虚拟的ADC 接口与ADC0809进行通信。
FPGA 与ADC0809之间的通信可以采用中断方式，当数据转换好以后，BUSY 引脚由高电平变为低电平从而产生中断信号。
同样也可采用查询方式，不断查询ADC0809的通信寄存器的BUSY 位是否为0，如果为0，则将数据缓冲器中的数据保存到数组中。
本系统采用中断方式，FPGA 与ADC0809之现场信号产生器八路数据采集器主 控 器 地址显示数码显示图1.1系统原理框图 地址 数据 时钟间的通信采用四线连接方式。
ADC0809主要包括5个信号：CS ，BUSY ，DIN, D0UT ，SCIK 。
其中，CS 接地，使ADC0809总处于选通状态。
由于选择中断方式，所以BUSY 与串行数据转并行数据模块的复位信号reset 连接。
DCIK 的输入是分频模块提供的lkHz 的频率。
DOUT 与串行数据转并行数据模块的输入El 连接。
AINl/AIN2：通道和模式寄存器；st6：将20H 写进模式寄存器中，选择自校准再恢复模式；st7：将0CH 写进通信寄存器中，选择了AIN1/AIN2通道和下一次操作读通信寄存器的0/DRDY 位；st8：读通信寄存器的0/DRDY 位；st9：将5CH 写进通信寄存器，选择AIN1/AIN2通道和下一次读数据寄存器中的数据；stl0：读数据寄存器中的值ADC0809工作状态控制。
用键盘进行控制采集通道的选择，4-F 键为功能键，4-E 键为复位键，F 键为确认键，1－3键为通道选择键。
当按下“1” 键选通ADC0809的1通路将实时采集到电压值通过模数转换并送到FPGA 进行处理处理，显示出此时的数据和地址值。
当按下“2” 键选通ADC0809的2通路将实时采集到电压值通过模数转换并送到FPGA 进行处理处理，显示出此时的数据和地址值。
当按下“3” 键选通ADC0809的3通路将实时采集到的电压值通过模数转换并送到FPGA 进行处理，显示出此时的数据和地址值。
在显示出各通路采集到的电压值和地址值的同时还实现了与PC 机的串行通信。
ADC0809与FPGA 是总线连接方式，端口地址为0x7fff 。
在通路选定后，转换开始时变低，只有在EOC 变为高电平是转换才结束，继而从端口读出相应的值。
多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和FPGA 来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。
多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到FPGA 里处理从而显示出采集电压和地址值。
2硬件设计2.1 正弦信号发生器自制的正弦信号波发生器如图3.1所示。
它由方波发生器、三角波发生器和低通滤波器组成，1O U 输出正弦波，3441R R RC f ⨯=, 321843218432184100K50K2K10K0.01uF0.47u F100KR22K6KR12K Uo1+15V+15V+15V-15V-15V-15V图 2.1 正弦信号发生4R 电位器调节输出正弦波的频率，使频率200Hz ~2KHz 范围内变化，再经过频率电压变换后输出相应1~5V 直流电压（200Hz 对应1V ，2KHz 对应5V ）。
2.2 加法器使用加法器的目的是使200Hz 对应1V ，2KHz 对应5V ，如图3.2所示。
2.3 模数转换器ADC 的功能是将输入模拟量转换位与其成比例的数字量，它是智能化测量控制仪表的一种重要组成器件。
ADC0809 八位逐次逼近式A/D 转换器是一种COMS 器件，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D ／A 转换器、逐次逼近 寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。
因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。
输入输出与TTL 兼容。
八路转换开关能直接连通八个单模拟信号中的任何一个。
其内部结构如图 3.3所示。
ADC 芯片的启动转换信号有电平和脉冲两种型式。
设计时应特别注意，对要求用电平启动转换的芯片，如果在转换过程中撤去电平信号，芯片将停止转换而得到错误的结果。
ADC 转换完成后，将发出结束信号，以示主机可以从转换器读取数据。
结束信号也用来向CPU 发出申请。
CPU 响应中断后，在中断服务子程序中读取数据。
也可用延时等待和查询转换是否结束的方法来读取数据。
2.4电源模块设计使用的电源是自制的5V 直流稳压电源，原理图如图 3.4所示。
根据以上设计中FPGA 工作电压的要求，需要稳压电源输出+5V 直流电。
因三端稳压器具有结构简单、外围8路模拟开 关地址锁存与译码器 比较器控制电路SAR树状开关三 态 输 出 锁 存 器256电阻阶梯图2.3 ADC0809内部结构TDVinVoutGND1000uF 50VC1100uF 35VC30.33uFC20.1uFC4100RL U1U2+5V LM7805图2.4 稳压电源原理图图2.2 加法器10KR110KR282KR39.1KR410KR585326741UA741MN U1+15-15+5Uo2Uo3元器件少、性能优良、调试方便等显著优点，本设计中采用三端稳压块LM7805，电源经1000uF 电解并并联0.1uF 电容依次滤掉各种频率干扰后输出，输出电压直流性能好，实测其纹波电压很小。
集成稳压块LM7805 输出电压+5V ，输出电流1.5A ，安装时要加散射器片。
电源变压器选40W 、5V 输出变压器。
2.5 FPGA 接口电路F PGA 是基于SRAM 型结构的，其本身并不能固化程序。
因此，FPGA 需要一片Flash结构的配置芯片来储存逻辑配置信息，用于对FPGA 进行上电配置。
其中MSEL[1:0]：用于选择配置模式。
FPGA 有多种配置模式，比如主动、被动、快速、正常、串行、并行等，可以由此管脚进行选择。
DATA0：FPGA 的串行数据输入，连接至配置器件的串行数据输出管脚。
DCLK ：FPGA 的串行时钟输出，为配置器件提供串行时钟。
nCSO （I/O ）：FPGA 片选信号输出，连接至配置器件的nCS 管脚。
ASDO （I/O ）：FPGA 串行数据输出，连接至配置器件的ASDI 管脚。
nCEO ：下载链器件使能输出，在一条下载链中，当第一个器件配置完成后，此信号将使能下一个器件开始进行配置，下载链的最后一个器件的nCEO 应悬空。
nCE ：下载链器件使能输入，连接至上一个器件的nCEO ，下载链的第一个器件的 nCE 接地。