数据选择和分配器

= m0 2D0 + m1 2D1 + m2 2D2 + m3 2D3
业务推广部
7
2. 8 选 1 数据选择器(CT74LS151)
引 VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2
脚 16 15 14 13 12 11 10 9
排 列
74LS151
图
12345678
D3 D2 D1 D0 Y Y ST地
数 据
D2 D
数据选择器
数 据
3
A011 A100 选择控制信号
数据个数 N 与地址码个数 n 的关系：
N 业务推广部 = 2n
3
(2) 真值表
D A1 A0 Y D0 0 0 D0 D1 0 1 D1 D2 1 0 D2 D3 1 1 D3
(3) 函数式
(4) 逻辑图
Y = D0123
1
01 A1 01 A0
F ABC ABC ABC ABC
Y D0 AB D1 AB D2 AB D3 AB
（2）含变量 C 的 F 的卡诺图 （3）含变量 Di 的 Y 的卡诺图
AB 0 1 0 0C
A1A0 0 1 0 D0 D1
1 C1
1 D2 D3
令 A1 = A, A0 =则 D0 = 0 D1 =D2 = C D3
C
AB
业务推广部
16
卡诺图法之一 F AB BC AC
解： (1)选择数据选择器
选用 8选1 CT74LS151
(2)画出 F 和数据选择器输出 Y 的卡诺图
F BC 的 A 00 01 1 1
Y
A1A0
的 A2 00 01 1 1
卡 0 0 0 11 00
卡0
10
诺1
诺
图
0 11 1
图
(3)比较逻辑函数 F 和 Y 的卡诺图
AB C D AB CD ABC D ABC D ABC D
8 选 1 Y D0 A2 A1 A0 D1 A2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
(3) 确定输入变量和地址码的对应关系 (4) 画连线图
公式法
Z
若令 A2 = A, A1= B, A0= C
Y
Z m1 D m2 1 m3 1 m4 1
功
Y D001234567 Y D101234567
能
示
MUX 使禁能止
意
图 ……
D7
D0 A2 A1 A0 ST
╳01 ╳01 ╳ 01 01
当 SST— 1选时通，控选制择端器被禁止 Y 0
当 SADT270AD时00 ——，选地数择址据端器输被入选端中（使能 ）
Y 1
Y Y 、DY0 A—2 A数1 A据0 输 D出1 A端2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
则
D0 0 , 业D务1推广部D ,D2 D3 D4 1 ,
D5 D6 D7 D
20
作业
4.18 4.19
练习
4.20 4.21
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21
0 1
1
1
0
0
并-串转换：数据选择器
业务推广部
串-并转换：数据分配器
2
二、数据选择器 (Data Selector )
从多路数据输入中选择一路作为输出的电路。 又称多路选择器(Multiplexer，简称MUX)或多路 开1关. 4。选 1 数据选择器
(1) 工作原理 输 D0
入 D1
4选1
输
YDD1023 出
若 A2A1A0 = 000，则 Y=D0 若 A2A1A0 = 010，则 Y=D2
Y= m0D0+ m1D1+m2D2+ m3D3+ m4D4+m5D5+ m6D6+ m7D7
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10
三、数据分配器 ( Data Demultiplexer )
将 1 路输入数据，根据需要分别传送到 m 个输 1出. 端1 路 4 路数据分配器
74LS151
D7D6D5 D4D3D2D1D0A2A1A0 S
m5 D m6 D m7 D m0 0
则 D1=D D2=D3 =D4 =1
1 ABC
1
D5 D6业务D推7广部D D0= 0
D
D
19
卡诺图法
Z m 3,4,5,6,7,8,9,10,12,14
令 A2 =
m0 0
4.4 数据选择器和数据分配器
主要要求：
理解数据选择器和数据分配器的作用。
理解常用数据选择器的逻辑功能及其使 用掌。握用数据选择器实现组合逻辑电路的方 法。
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1
一、数据选择器和数据分配器的作用
发送
并行传送
接收
0
0
数1
1
据1
1
传 输 方 式
0每位数据各占一条传输线，当 0
01传高送，数 且据 很位 难数 实串增 现行多 。传送时，成本较
1
ABC
15
公式法之二—降幂法 F AB BC AC
[解] (1) n = k 1 = 3 1 可用 4 选 1 数据选择器 74LS153
(=2)2标准与或式 F ABC ABC ABC ABC
数据选择器 Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0
8 路数据输入端
0 0
0 1
1 0
1 D3 D3 0 D4 D4
ST = 1 时禁止数据选择器工 作
0 0 0
1 1 1
0 1 1
Βιβλιοθήκη Baidu
1 D5 D5 0 D6 D6 1 D7 D7
ST = 0 时，数据选择器 工作。选择哪一路信号输出 由地址码决定。
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9
输 入 输出
ST A2 A1 A0 Y Y 1 ××× 0 1
业务推广部
8
使能端，低
互补输出端
电平有效 8 选 1 数据选择器
Y
Y
CT74LS151 真值表
ST ST
输 入 输出 ST A2 A1 A0 Y Y 1 ××× 0 1 0 0 0 0 D0 D0
地址 信号 输入 端
A2 A1 CT74LS151 A0D0D1D2 D3 D4 D5D6 D7
0 0 0 1 D1 D1 0 0 1 0 D2 D2
1ST = 1 时，禁止数据
0 0
00××× 00×××
0 1
10 1D0
选择器工作，输出 1Y = 0。
0 0
01×× 01××
0 1
× ×
101D1
1ST = 0 时，数据选 择器工作。输出哪一路数 据由地址码 A1 A0 决定。
0 0
10× 10×
0 1
× ×
× ×
101D2
0 0
11 11
0 1
12
四、用数据选择器实现组合逻辑函数
（一） 原理：选择器输出为标准与或式，含地址变量的全部
最小项。
4 选 Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0
18 选 1 Y D0 A2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
而任何组合逻辑函数都可以表示成为最小项之和的形式， 故可用数据选择器实现。
（4B）画连线图(略)
=1
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18
用数据选择器实现函数 Z m 3,4,5,6,7,8,9,10,12,14
[解] (1) n = k-1 = 4-1 用 8 选 1 数据选择器 74LS151 (=2)3函数 Z 的标准与或式
Z A BCD ABC D ABCD ABC D ABCD
Y D0m0 D1m1 D2m2 D3m3 D4m4 D5m5 D6m6 D7m7
(3) 确定输入变量和地址码的对应关系
F
令 A2 = A, A1 = B ，A0 = C
则 D7 = D6 =D5 = D3 =
Y
74LS151
D7D6D5D4D3 D2D1D0A2A1A0 S
1
(4) 画连D线0图= D1 业=务D推2广=部 D4 =
两个相同的 4 选 1 数据选择器。
1ST
2ST
CC14539逻辑功能示意图
两个数据选择器 的公共地址输入端。
数据选择器 1 的数 据输入、使能输入。
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5
CC14539 数据选择器 1 真值表
输
入
输出
使能端低电平有效
1S A1 A0 1D31D21D11D0 1Y T1 × × × × × × 0
1 D0 DD15 DD37 D2
D4
D6
设 F = Y 、A = A2、B = A1、C = A0
对比两张卡诺图后得 D0 = D1 = D2 = D4 = 0 D3 = D5 = D6 = D7 = 1
(4)画连线图业务推广与部 公式法所得图相同
17
卡诺图之二— 降幂法 （1）按 A、B 顺序写出函数的标准与或式
数据输出
数据 输入
D
1 路-4 路 数据分配器
选择控制
A1 A0
真
A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3
0 0 D0 0 0
值 0 1 0 D0 0
表 1 0 0 0D 0
1 1 0 0 0D
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Y0 D A1 A0 函
Y1 D A1A0
数
Y2 D A1 A0 Y3 D A1A0
式
S2 S3 0时, 实 现 数 据 分 配 器 的 功 能。
A0 A1 A2 STBSTCSTA
A0 A1 A2
地址码
S3 S2 S1
数据输入 (任选一路)
业务推广部
S3 — 数据输入（D）
Y 0 ~ Y 7 — 数据输出（D）
S1 、S2 — 使能控制端 S1 1 , S 2 0时 , 实 现 数 据 分 配 器 的 功 能。
× ×
× ×
× ×
101D3
数据选择器 2 的逻辑功能同理。
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6
CC14539 数据选择器输出函数式
1Y = A1 A0 1D0 + A1 A0 1D1 + A1 A0 1D2 + A1 A0 1D3
= m0 1D0 + m1 1D1 + m2 1D2 + m3 1D3 2Y = A1 A0 2D0 + A1 A0 2D1+ A1 A0 2D2+ A1 A0 2D3
≥1 & 1
1
D0 D1 D2 D3
Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0 m0D0 m1D1 m2D2 m3D3
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4
(5) 双 4 选 1 数据选择器 CC14539
1Y
2Y
A1
CC14539
数据选择器 1 的输出
A0 1ST1D01D11D21D32ST2D02D12D22D3
Y0 Y1 Y2 Y3
&
&
&
&
D
1
1 逻辑图
A1 A1
11
2. 用 3 线-8 线译码器实现 1路 - 8 路数据分配
器 数据输出
S1 — 数据输入（D）
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
74LS138
Y 0 ~ Y 7 — 数据输出（D） S2 、S3 — 使能控制端
（二）方法：
设n 为选择器地址个数，k 为函数的变量个数
1.当n = k ：将变量分别从地址端输入，逻辑函数所包含的
最小项相应的数据端接1，否则接0。
2. 当n= k1：将1个变量以原变量、反变量或1、0的形式从
数据端输入，其它 变量分别从地址端输入。
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13
（三） 步骤
(1) 根据n = k 或n = k - 1 确定数据选择器的规模 和型(n号—选择器地址码个数，k —函数的变量个 (2)数写)出函数的标准与或式和选择器输出信号表达 式(3) 对照比较确定选择器各个输入变量的表达式
m1 D
A
CD
AB 00 01 11 10
B A1= m2 1
A0=
C
m6 D
00 01 11 10
0 1 1 1
0 1 0 1
1 1 0 0
0 1 1 1
m3 1 m7 D
m5 D
m4 1
Z m0 0 m1 D m2 1 m3 1 m4 1
m5 D m6 D m7 D
0 0 0 0 D0 D0
0 0 0 1 D1 D1 0 0 1 0 D2 D2 0 0 1 1 D3 D3 0 1 0 0 D4 D4 0 1 0 1 D5 D5 0 1 1 0 D6 D6 0 1 1 1 D7 D7
输出函数表达式
Y = A21A01A0D0 + A2A01A0D1 + A201A1A0D2+ A2A01A0D3+ A20A1A0D4+ A2A01A0D5+ A20A1A0D6+ A2A01A0D7
(4) 根据采用的数据选择器和求出的表达式画出 连线图
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14
（四）应用举例
用数据选择器实现函数 F AB BC AC
公式法之一
(1) k = 3 选用 8 选 1 数据选择器 74LS151（n=3=k）
(2)对照表达式
F ABC ABC ABC ABC
0 m0 0 m1 0 m2 1 m3 0 m4 1 m5 1 m6 1 m7
(3) 确定输入变量和地址码的对应关系
公式法：
令 A1 = A, A0 =
F
Y D0 AB D1 ABB D2 AB D3 AB
Y
1/2 74LS153
F AB C AB C AB1 AB 0 D3 D2 D1 D0 A1 A0 ST
则 D0 = 0 D1 =D2 = C
1
D3(4=) 1画连线图