数字逻辑第8讲(数据选择器与分配器)

m2 m3
数字逻辑
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例
用数据选择器实现函数：
L ( A, B , C , D ) = ∑ m ( 0,3, 4,5,9,10 ,11,12 ,13 )
①选用8选1数据选择器74LS151 ②设A2=A、A1=B、A0=C ③求Di
ABCD L 1 0 0 1 1 1 0 0 D0=D’ m4 ABCD 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 L 0 1 1 1 1 1 0 D4=D
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数据分配器
真值表
A 0 0 0 0 1 1 1 1
数字逻辑
B 0 0 1 1 0 0 1 1
D 0 1 0 1 0 1 0 1
W0 W1 W2 W3 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
2G
数字逻辑
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扩展数据选择器
扩展位 如何实现8输入，16位多路复用器 如何实现8输入，16位多路复用器？ 位多路复用器？ 输入1位 由8输入 位 输入 8输入 位 输入16位 输入
EN A B C D0 D7
需要16片 需要 片74x151， ， 每片处理输入输出中的1位 每片处理输入输出中的 位 选择端连接到每片的C,B,A 选择端连接到每片的 注意： 注意：选择端的扇出能力 个负载） （驱动16个负载） 驱动 个负载
∑Dm
i
i
（3）一般情况下，Di可以当作一个变量处理。 一般情况下， 可以当作一个变量处理。 因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和 的标准形式构成。所以，利用数据选择器的输入 的标准形式构成。所以， Di来选择地址变量组成的最小项mi，可以实现任 何所需的组合逻辑函数。 何所需的组合逻辑函数。
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数字逻辑
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数据选择器实现逻辑函数
基本原理
数据选择器的主要特点： 数据选择器的主要特点： （1）具有标准与或表达式的形式。即：Y = 具有标准与或表达式的形式。 （2）提供了地址变量的全部最小项。 提供了地址变量的全部最小项。
2 n −1 i =0 =0
D D 1 0 D 1 1 0
数字逻辑
A B C 0
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数据选择器实现逻辑函数
例：试用 选1MUX实现逻辑函数： 试用8选 实现逻辑函数： 实现逻辑函数
F = AB + AB + C
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利用带使能端的二进制译码器作为多路分配器 —— 利用使能端作为数据输入端
74x138 数据输入 SRC EN_L EN_L 数据输入 SRC 地址 选择 DSTSEL0 DSTSEL1 DSTSEL2 G1 G2A G2B A B C
1 1 1 1 1 1 1
数字逻辑
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F = Σ(W,X,Y,Z)(0,1,3,7,9,13,14)
74x151
利用74x151实现 利用74x151实现 74x151
说明：用具有n 说明：用具有n位地址 WX 输入端的多路复用器， 输入端的多路复用器， 00 01 11 10 Y 0 2 6 4 可以产生任何形式的输 1 0 Z Z 0 1 3 7 入变量数不大于n+1 5 n+1的 入变量数不大于n+1的 1 Z Z Z’ 0 组合逻辑函数。 组合逻辑函数。 VCC
m0
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110
m1
D1=D
m5
D5=1
m2
D2=1
m6
D6=1
数字逻辑 0111
m3
D3=0
m7
College of Computer0 Science, SWPU 1111
D7=0
④画连线图
L Y 74LS151 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 A1 A0 EN
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数据分配器
试设计原码输出的4路数据分配器。 试设计原码输出的4路数据分配器。 逻辑函数表达式： 逻辑函数表达式：
W 0 = DA B W 1 = DA B W 2 = DAB W 3 = DAB
4路数据分配器原理示意图
数字逻辑
数据选择器（multiplexer） 数据选择器（multiplexer）
数据选择器的应用 数据选择器的应用 数据选择器的应用很广，典型应用有以下几个 方面： 作数据选择，以实现多路信Leabharlann Baidu分时传送。 作数据选择，以实现多路信号分时传送。 实现组合逻辑函数。 实现组合逻辑函数。 在数据传输时实现并—串转换。 在数据传输时实现并 串转换。 串转换 产生序列信号。 产生序列信号。
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3
（1）公式法 ）
函数的标准与或表达式：
3
L = A B C + A BC + AB = m0C + m1C + m2 ⋅ 0 + m3 ⋅ 1
4选1数据选择器输出信号的表达式：
求 Di
Y = m0 D0 + m1 D1 + m2 D2 + m3 D3
数字逻辑
Y Y
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扩展数据选择器
扩展数据输入端的数目 如何实现32输入 如何实现32输入，1位多路复用器？ 输入， 位多路复用器？ 数据输入由8 数据输入由 32，需4片 ， 片
EN A B C D0 D7
如何控制选择输入端？ 如何控制选择输入端？ —— 分为：高位＋低位 分为：高位＋ 高位＋ 高位＋译码器进行片选 低位接到每片的C,B,A 低位接到每片的 4片输出用或门得最终输出 片输出用或门得最终输出
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数字逻辑
Digital logic
主 讲 颜俊华 第七讲
数据分配器与数据选择器
Computer Science
数据分配器（demultiplexer） 数据分配器（demultiplexer）
数据分配器（demultiplexer）：简称DEMUX， ）：简称 数据分配器（demultiplexer）：简称DEMUX， 实现将一路数据分配到多路通到中去。 实现将一路数据分配到多路通到中去。 实现的是单输入多输出形式。 实现的是单输入多输出形式。
Y X W
EN A B C D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y Y
F
Z
数字逻辑
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（2）真值表法 ）
mi A B C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 L 0 1 1 0 0 0 1 1
求Di的 方法
m0 m1
C=1时L=1， 时 ， 故D0=C C=0时L=1， 时 ， 故D1=C L=0，故 ， D2=0 L=1，故 ， D3=1
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Y = ∑EN ⋅ mi ⋅ Di
i =0
n−1
Y
数据输出（ 位 数据输出（ 位 数据输出（ 1位） 数据输出（b位）
8输入 位多路复用器 输入1位多路复用器 输入 74x151真值表 真值表 A B C EN_L C B A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 X 0 0 0 0 1 1 1 1 X 0 0 1 1 0 0 1 1 X 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y_L 1 D0’ D1’ D2’ D3’ D4’ D5’ D6’ D7’
比较L和Y，得：
D0 = C、D1 = C 、D2 = 0、D3 = 1
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4
L
4
Y
1 2
74LS153 A1 A0 ST
D0 D1 D2 D3
画连线图
C C 0 1
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A B 0
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双4选1 A B 1G
4输入 位多路复用器 输入2位多路复用器 输入 位多路复用器74x153真值表 真值表 1G_L 2G_L B A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 X 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 X 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1Y 0 1C0 1C1 1C2 1C3 1C0 1C1 1C2 1C3 0 0 0 0 2Y 0 2C0 2C1 2C2 2C3 0 0 0 0 2C0 2C1 2C2 2C3
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Y Y
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用双4选 数据选择器构成 数据选择器构成8选 数据选择器 用双 选1数据选择器构成 选1数据选择器
A0 A1 A2 D0 D1 D2 D3 Y D4 D5 D6 D7
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思考：利用74x151实现逻辑函数 思考：利用74x151实现逻辑函数 74x151 F = Σ(W,X,Y,Z)(0,1,3,7,9,13,14) 降维： 降维：由4维 3维
WX YZ Y WX 00 01 11 10 0 1 1 Z 0 Z Z Z’ Z 0
00 01 11 10 00 01 11 10
数字逻辑
基本步骤
逻辑函数
1 n个地址变量的数 据选择器，不需要 增加门电路，最多 可实现n＋1个变量 的函数。
L = A B C + A BC + AB
1 3个变量，选用4 选1数据选择器。
确定数据选择器
2
选用74LS153 选用
2 74LS153有两个 地址变量。
确定地址变量
数字逻辑
A1=A、A0=B 、
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2输入 位多路复用器 输入4位多路复用器 输入 74x157真值表 真值表 1A 输入 2A 3A 4A G_L 1 0 0 S X 0 1 输出 1Y 2Y 3Y 4Y 0 0 0 1
1A 2A 3A 4A 1B 2B 3B 4B
又称多路开关、多路复用器（缩写：mux） 又称多路开关、多路复用器（缩写：mux） 在选择控制信号的作用下， 在选择控制信号的作用下， 从多个输入数据中 选择其中一个作为输出。 选择其中一个作为输出。
Enable 使能 使能 Select 选择 选择 EN SEL D0 n个1位数据源 个b位数据源 位数据源 Dn-1
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
DST0_L
DST7_L
利用74x139实现2 利用74x139实现2位4输出多路分配器 74x139实现
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数据选择器（multiplexer） 数据选择器（multiplexer）