实验五 数据选择器及应用

实验五 数据选择器及应用

[实验目的]

1、掌握数据选择器的工作原理及逻辑功能。

2、熟悉74LS153和74LS151的管脚排列和测试方法。

3、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 [实验仪器及元器件]

THD-1型数字电路实验箱，数字万用表，双踪示波器，集成电路（74LS00 四-2输入与非门、4LS32四-2输入或门、4LS86四-2输入异或门、 74LS153双四选一数据选择器、74LS151 八选一数据选择器），信号线（电缆），各种导线。

[实验任务]

1、用双四选一数据选择器74LS153实现一位全减器。

2、用双四选一数据选择器74LS153设计一个四位奇偶校验器。

3、用八选一数据选择器74LS151设计一个多数表决电路。

4、用Multisim8进行仿真，并在实验仪器上实现。 [实验原理]

数据选择器又称多路转换器或多路开关，其功能是在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其

送到一个公共输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图4-23所示，图中有四路数据D 0 ～ D 3通过选择控制信号A 1、A 0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Y 。

一个n 个地址端的数据选择器，具有2n 个数据选择功能。例如：数据选择器（74LS153），n = 2，可

完成四选一的功能；数据选择器（74LS151），n = 3，可

完成八选一的功能。

1、双四选一数据选择器74LS153

所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上

有两个4选1

数据选择器。集成芯片引脚排列如图

A 1 A 0

地址码

D 0

D D D 数

据输

入 Y 输

出

图4-23 四选一数据选择器

4-24 74LS153引脚排列

4-24，功能如表4-10所示。

表4-10 S 1

、S 2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公

用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q 1、Q 2为两个输出端。

（1）当使能端S 1（S 2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q ＝ 0。

（2）当使能端S 1（S 2）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0～D 3送到输出端Q 。

如：A 1A 0＝00 则选择D O 数据到输出端，即Q ＝ D 0。 A 1A 0＝01 则选择D 1数据到输出端，即Q ＝D 1，其余类推。 数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。

2、八选一数据选择器74LS151

74LS151为互补输出的8选1数据选择器，集成芯片引脚排列如图4-25，功能如表4-11所示。

选择控制端（地址端）为A 2～A 0，按二进制译码，从8个输入数据D 0～D 7中，选择一个需要的数据送到

输出端Q ，S 为使能端，低电平有效。（1）使能端S ＝1时，不论A 2 ～ A 0状态如何，均无输出（Q ＝0，Q ＝1），多 路开关被禁止。

（2）使能端S ＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 2、A 1、A 0的状态选 择D 0 ～ D 7中某一个通道的数据输送到输出端Q 。

如：A 2A 1A 0＝000，则选择D 0数据到输出端，即Q ＝D 0。 如：A 2A 1A 0＝001，则选择D 1数据到输出端,即Q ＝D 1，其余类推。

3、数据选择器的应用

数据选择器的应用很广，它可以作二进制比较器、二进制发生器、图形发生电

图4-25 74LS151引脚排列

路、顺序选择电路等。

表4-11

在应用中，设计电路时可以根据给定变量个数的需要，选择合适的多路选择器来完成，具体设计步骤如下：

（1）根据所给出组合逻辑函数的变量数，选择合适的多路选择器。一般是两个变量的函数选双输入多路选择器，三变量的函数选四输入多路选择器，四变量的函数选八输入多路选择器……。

（2）画出逻辑函数的卡诺图，确定多路选择器输入端和控制端与变量的连接形式，画出组合电路图。

例1：用双四选一数据选择器74LS153实现一位全加器。

解：根据全加器真值表，可写出和S ，高位进位CO 的逻辑函数，分别为：

ABCI CI B A CI B A CI B A CI B A S +++=⊕⊕=

()AB B A BCI A AB CI B A CO ++=+⊕=

A 1A 0作为两个输入变量，即加数和被加数A 、

B ，D 0～D 3

位进位CI ，1Y 为全加器的和S ，2Y 的高位进位CO 为：

,1A A = B A =0

,1130CI D D ==

CI D D ==2111

,

020=D

,123=D CI D D ==2122

其逻辑电路如图4-26所示。

图4-26用74LS153实现全加器逻辑图

例2：用8选1数据选择器74LS151实现函数C B C A B A Y ++=

解：采用8选1数据选择器74LS151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。 作出函数Y 的功能表，如表11所示，将函数Y 功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知（1）将输入变量C 、B 、A 作为8选1数据选择器的地址码A 2、A 1、A 0。（2）使8选1数据选择器的各数据输入D 0～D 7分别与函数Y 的输出值一一相对应。

即：A 2A 1A 0＝CBA ，

D 0＝D 7＝0， D 1＝D 2＝D 3＝D 4＝D 5＝D 6＝1

则8选1数据选择器的输出Y 便实现了函数。接线图如图4-27所示。

[实验内容与步骤]

1、用双四选一数据选择器74LS153实现一位全减器。输入为被减数、减数和来自低位的借位；输出为两数之差和向高位的借位信号。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。

2、用双四选一数据选择器74LS153设计一个四位奇偶校验器。要求：含有奇数1时，输出为“1”，含有偶数个1时（包含0000）输出为“0”。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。

3、用八选一数据选择器74LS151设计一个多数表决电路。该电路有三个输入端A 、B 、C ，分别代表三个人的表决情况。“同意”为1态，“不同意”为0态，当多

输 入 输 出 C B A Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1

1

1

表12 函数C

B C A B A Y

++=功能表

图4-27用8选1数据选择器实现

C

B C A B A Y ++=