实验三译码器及其应用、数据选择器及其应用

实验三译码器及其应用、数据选择器及其应用

一、实验目的

1 •掌握采用中规模集成器件进行组合逻辑电路设计、电路连接及测试的方法.

2 •用实验验证所设计电路的逻辑功能.

二、实验设备与器件

1.电子学实验装置

2.集成块74LS20、74LS00、74LS138、74LS151、74LS153。

三、实验原理

中规模集成器件多数是专用的功能器件，具有某种特定的逻辑功能，采用这些功能器件实现组合逻辑函数，基本

方法是采用逻辑函数对比法.

中规模集成器件多数都带有控制端（片选端），例如译码器74LS138有三个附加控制端S B、S C和S A,当S A=1、

S B= S C =0时，译码器才被选通工作，否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平•利用片选可将多片连接

起来以扩展译码器的功能.

在一般情况下，使用译码器和附加的门电路实现多输出逻辑函数较方便，使用数据选择器实现单输出逻辑函数较方便，当逻辑函数输出为输入变量相加时，则采用全加器实现较为方便.

1 •译码器

一个n变量的译码器的输出包含了n变量的所有最小项.例如3线/8线译码器（74LS138）的8个输出包含了3个变

量的全部最小项的译码•参见模拟电子技术基础教材中3线/8线译码器功能表.

用n变量译码器加上输出与非门电路，就能获得任何形式的输入变量不大于n的组合逻辑电路.

2 •数据选择器

一个n个地址端的数据选择器, 具有2n个数据选择的功能.例如，数据选择器74LS151, n=3，可完成八选一的功能•参见附录中八选一数据选择器（74LS151）的真值表.由真值表可写出：

丫A2AA0D0 A2AA0D1A

2 Al A o D 2 A? A1A0D

3 A2A A0D

4 A2A A0D

5 A2 A A) A2AA0D7

数据选择器又称多路开关，其功能是把多路并行传输数据选通一路送到输出线上.

四、实验内容

1 •三输入变量译码器功能测试

地址输入端AA1A0是一组三位二进制代码，其中A权最高，A o权最低，按实验电路图3-1接线，将实验结果填入

功能表3-1中.

表3-1 74LS138 功能表

开工，启动M 就可以满足要求；若两个车间开工，启动 N 就可以满足要求；若三个车间同时开工，同时启动

M 和N 才

能满足要求.试用译码器(74LS138)和与非门(74LS20)设计控制电路，根据车间的开工情况来控制

M 和N 的启动.

3. 用用译码器(74LS138)实现全加器电路(可以不做)。

4.

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，当多数同意时输出为

1态，否则输出为0态.

5. 用双路四选一数据选择器(74LS153)设计一个裁判电路•如举重比赛有三个裁判，一个主裁判，两个副裁判，

试举是否成功的裁决，由每一个裁判按一下自己面前的按钮来决定.只有两个以上裁判(其中必须有主裁判)裁定成 功时，表示成功的灯才亮.

6•用双路四选一数据选择器 (74LS153)设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路•每一组信号有红、黄、绿 三盏灯组成，正常情

况下，任何时刻必有一盏灯亮，而且只允许有一盏灯亮•若某一时刻无一盏灯亮或两盏以上的灯 同时点亮时，表示电路发生了故障，这时要求发出故障信号，以提醒维护人员前去修理.

五、实验报告要求

1.将每一个实验的具体设计过程写在实验报告纸上，并画出电路图，通过实验验证设计的正确性. 2•将实验中出现的问题写出来，分析为什么出现，如何解决的.

(K» (K 2) (K 1) 1

A Y o

A

丫1

丫2 A 丫

3

S AA

74LS13*

丫

5

丫

S BA 丫

7

S CA

(L i ) (L 2) (L 3) (L 4) (L 5) (L 6) (L ?) (L 8)

图3-1 74LS138 电路图

2.某工厂有三个车间 A 、B 、C,有一自备电站，站内有

两台发电机M 和N, N 的发电能力是 M 的两倍，若一个车间