数据选择器实验报告.docx

实验三数据选择器
实验人员：班号：学号：
一、实验目的
(1) 熟悉并掌握数据选择器的功能。

(2) 用双4选1数据选择器74LS153设计出一个16选1的数据选择器。

(3) 用双4选1数据选择器74LS153 设计出一个全加法器。

二、实验设备
数字电路实验箱，74LS00，74LS153。

三、实验内容
(1) 测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能。

74LS153含有两个4选1数据选择器，其中A0和A1为芯片的公共地址输入端，Vcc 和GND分别为芯片的公共电源端和接地端。

Figure1为其管脚图：
Figure 1
1Q=A1A01D0+A1A0?1D1+A1A0?1D2+A1A0?1D3
2Q=A1A02D0+A1A0?2D1+A1A0?2D2+A1A0?2D3
按下图连接电路：
Figure 2
(2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B和两名操作员C、D，只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作，则发射导弹F。

利用所给的实验仪器设计出一个符合上述要求的16选1数据选择器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。

思路：
由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端的地址之中的一个，进而实现选择该数据输入端中的数据的功能，即16选1。

而公共的A0、A1两个地址输入端和S使能端（用于片选，已达到分片工作的目的，进而扩展了一位输入）一共可以提供三个地址输入端，故需要采用降维的方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端Dx 中。

本实验可以降一维，也可以降两位。

由于两位比较复杂，本实验选择使用降一维的方式。

做法：
画出如应用题中实现所需功能的卡诺图：
将D 降到数据输入端中。

对应的卡诺图如下：
其中，“1”表示高电平，“0”表低电平，均由开关上下拨动来控制；A 、B 、C 、D 分别为题中的两个司令员的同意情况和两个操作员的操作情况；F 为导弹发射情况，将F 接到小灯上即可。

电路如Figure 3所示（图中Cx 即Dx
，后面的图均为如此）：
Figure 3
(3) 用74LS00与74LS153设计一位全加器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。

一位全加器的功能如下面两个卡诺图所示。

其中A 、B 分别表示被加数和加数，CI 表示低位向本位的进位，S 表示运算结果，CO 表示向高位的进位。

A0、A1两个地址输入端和S 使能端（用于片选，已达到分片工作的目的，进而扩展了一位输入）刚好一共可以提供三个地址输入端。

故按上面的卡诺图，分析后应采用下面的端口解法：
A1?A ，A0?B
1Do?CI ，1D1?CI ，1D2?CI ，1D3?CI ，1Q?S 2Do?0，2D1?CI ，2D2?CI ，2D3?1，2Q?CO
按上面的接法连接电路。

用开关控制送给各输入高低电平，“1”表示高电平，“0”表低电平，均由开关上下拨动来控制；CI 表示低位送进来的进位信号，A 、B 分别表示被加数和加数；S 和CO 分别表示加法结果和向高位的进位信号。

电路如Figure 4所示：
Figure 4
四、实验结果
(1) 测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能： 用“0”表示低电平（或小灯灭），“1”表示高电平（或小灯亮）
，将结果记录如下：
1S A0 A1 1Q 0 0 0 1D0 0
1
1D1
A
0 1 0 1D2
0 1 1 1D3
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 0
2S A0A12Q
0 0 0 2D0
0 0 1 2D1
0 1 0 2D2
0 1 1 2D3
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 0
(2) 设计出一个符合题目要求的16选1数据选择器
用“0”表示低电平（或小灯灭），“1”表示高电平（或小灯亮），将结果记录如下：
A B C D F
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 0 0
0 1 0 1 1
0 1 1 0 1
0 1 1 1 1
1 0 0 0 0
1 0 0 1 1
1 0 1 0 1
1 0 1 1 1
1 1 0 0 0
1 1 0 1 1
1 1 1 0 1
1 1 1 1 1
由上面的真值表可得，此电路可以满足所要求设计出的逻辑功能。

(3) 设计一位全加器
用“0”表示低电平（或小灯灭），“1”表示高电平（或小灯亮），将结果记录如下：
A B CI S CO
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
由上面的真值表可得，此电路可以满足所要求设计出的逻辑功能。

五、故障排除
在实验(1)中，发现所连接电路和预期的逻辑功能不一致。

在检验了导线与小灯都正常后，发现将芯片的管脚接错了，误将Q与D0接错地方。

分析原因，是由于芯片管脚设置的位置与管脚图上面不一致，两侧均有两个管脚接口。

六、心得体会
通过这次实验，我更好地掌握了逻辑电路的设计，并且在故障的排除中知道了连接时要看引脚上面的标号而不能一味地只认准位置。

我还学会了降维的方法。

本来以为只能用使能端扩展出一位输入，结果却可以通过降维扩展出更多。

我感觉非常做电路实验。