数据选择与分配器

(b)
选择A、C、D为地址变量时电路简单，其数据输入可以不附加任何门。
21
(1) 用使能端进行扩展。 将74HC153双四选一选择器扩为八选一数据选择器.
输入 A1 x 0 0 1 1
A0 x 0 1 0 1
输出 Y1 0 D10 D11 D12 D13
禁止工作 时输出为0
7
2. 数据选择器的扩展 [例] 将74HC153双四选一选择器扩 为八选一数据选择器. 借助控制端 S 作第三位地址输入端， A2 A1 A0 Y1 0 0 0 D0 S1选通 0 0 1 D1 0 1 0 D2 S2禁止 0 1 1 D3 A2 A1 A0 Y2 1 0 0 D4 S2选通 1 0 1 D5 1 1 0 D6 S1禁止 1 1 1 D7
Y2 ( A1 A0 D20 A1 A0 D21 A1 A0 D22 A1 A0 D23 )S2
6
集成4选1数据选择器74LS153逻辑符号及功能表
74HC153
D10 D11 D12 D13
S2
S1 A1 A0
功能表
Y1
' S1
D20 D21 D22 D23
Y2
1 0 0 0 0
15
例 用数据选择器实现三变量多数表决器 三变量多数表决器真值表功能如表 1)八选一数据选择器
A2 A 0 0 0 0 1 1 1 1
“1”
1
A0 0 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 1 1 1
Di D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
D0 D1 D2 D4 0 D3 D5 D6 D7 1
0
1
1
1
A0 A1
1
D0 D 1 D 2
D3来自百度文库
S
Y
9
Z
D0 R'，D1 D2 R，D3 1；
1
连接输入端
S'
3、集成8选1数据选择器74HC151 真值表
输 D × D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 A2 × 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 × 0 0 1 1 0 0 1 1 入 A0 × 0 1 0 1 0 1 0 1 输 出
0 1
1 0
D0=D
D2=1
D6=1
D4=D
D1=D
D D 1 0 D 1 1 0 A B C 0
D3=0
D7=0
D5=1
17
【例 】 试用4选1MUX实现三变量函数：
F ABC ABC ABC ABC
解： ① 首先选择地址输入，令A1A0=AB，则多余输入
变量为C，余函数Di=f(c)。 ② 确定余函数Di。
Y0
Y0
D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17
Y1
Y1
13
字的扩展 将两片74LS151连接成一个16选1的数据选择器，
D C B A E S2 S1 S0 Y D0 D174HC151 D2 (0) D3 Y D4 D5 D6 D7 E S2 S1 S0 Y D0 D174HC151 D2 (I) D3 Y D4 D5 D6 D7
A0 A1
四位二选一选择器
W
输 入 数 据
D3 D2 D1
输 出 函 数
控制信号 A 地址变量
X3 Y3 Y2 Y1 X2 X1 X0 W3 W3
D0
四选一选择器
数据选择器类似一个多投开关。 选择哪一路数据由相应的一组控制信 号地址变量控制。
W3
W3 3
Y0
四选一选择器的设计思想
功能表
' S1
1 0 0 0 0
2)四选一数据选择器
D0 0
“1” A2 A1 A0
D1 D2 A0 D3 1
0 0 1 1 0 0 1 1
A0
A2D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A1 A0 F (a )
A1 A0
A1D3 A0
D2
D1
D0
F (b )
16
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)
F ( A, B, C, D) m(0,4,5,7,12,13,14)
选择地址变量，确定余函数Di。 若选择A2A1A0=ABC，则引入变量为D 若选择A2A1A0=ACD，则引入变量为B
AB 00 CD 00 1 D0 01 0 11 0 D1 10 0 01 1 D2 1 1 D3 0 (a) 11 1 D6 1 0 D7 1 10 0 D4 1 0 D5 0 AB 00 01 CD 0 0 1 D0 1 01 11 10 0 D1 1 0 D3 1 0 D2 0 (b) 11 10
4.3.3 数据选择器(Multiplexer) 1. 数据选择器的工作原理
从一组数据中选出某一个信号进 行传输的电路，称为数据选择器。
数据通道选 择控制信号: 地址变量
P188
常用集成数据选择器
从n 个数据中选择一个传输， 称为一位数据n 选一选择器。从m 组 数据中各选择一路传输，每组有位n数 据,称为n 位数据m 选一选择器。
74HC153
A0 A1 A2 D0 D 12 D D3 G1
D4 D5 D6 D7
S2
S1
D10 D11 D12 D13
S2
S1 A1 A0
Y1
F
Y2
G2
D20 D21 D22 D23
F ( A2 A1 A0 D0 A2 A1 A0 D1 A2 A1 A0 D2 A2 A1 A0 D3 A2 A1 A0 D4 A2 A1 A0 D5 A2 A1 A0 D6 A2 A1 A0 D7 )S3
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 1 D7
≥ 1 &
Y
Y
D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15
14
实现并行数据到串行数据的转换
0 1 00110 1 S2 S1 S0 S2 D D D2D3D4D5D6 S0 1 1 74HC151 S0 D E7 Y L
S0 S1 S2 L 0 1 0 0 1 1 0 1
S
1 0 0 0 0 0 0 0 0
Y 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
Y
1
D0
D1
D2 D3
D4
D5 D6
D7
逻辑表达式
D7
Y D0 A2 A1 A0 D1 A2 A1 A0 D2 A2 A1 A0 D3 A2 A1 A0 D4 A2 A1 A0 D5 A2 A1 A0 D6 A2 A1 A0 D7 A2 A1 A0
C 0 1 AB 00 1 1 D0 卡诺图法 01 0 1 D1 11 0 0 D3 10 1 0 D2
18
将F与Y对照可得 D0 1, D1 C, D2 C, D3 0
F A B A1 A0 C Y 4 选1MUX D0 D1 1 1 D2 D3 E
19
【例】试用8选1MUX实现逻辑函数：
【例 】 试用3—8译码器实现函数： F1 m(0,4,7) F2 m(1,2,3,5,6,7) 解：因为当译码器的使能端有效时，每个输出 Y i mi Mi ，
因此只要将函数的输入变量加至译码器的地址输入端，并在输出端
辅以少量的门电路，便可以实现逻辑函数。 本 题 F1 、 F2 均 为 三 变 量 函 数 ， 首 先 令 函 数 的 输 入 变 量 ABC=A2A1A0，然后将F1、F2变换为译码器输出的形式：
Y mi Di
i 0
10
7
Y D0 m0 D1m1 D2 m2 D3 m3 D4 m4 D5 m5 D6 m6 D7 m7
集成8选1数据选 择器74HC151
11
集成8选1数据选择器74HC151逻辑符号图
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 E
输入 A1 x 0 0 1 1
A0 x 0 1 0 1
输出 Y1 0 D10 D11 D12 D13
由上表可写出四选一选择器的表达式
Y1 ( A1 A0 D10 A1 A0 D11 A1 A0 D12 A1 A0 D13 )S1
4
D3 D2 D1 D0 A0 A1 E S 1
&
≥1
' S1
1 0 0 01
0
1
1
0 on
P188
off on off
S1=1
off
1 0 0 0 0
输入 A1 x 0 0 1 1
A0 x 0 1 0 1
输出 Y1 0 D10 D11 D12 D13
on
据逻辑图得输出逻辑表达式:
Y1 ( A1 A0 D10 A1 A0 D11 A1 A0 D12 A1 A0 D13 )S1
①选用8选1数据选择器74LS151 ②设A2=A、A1=B、A0=C ABC ③求Di D 000
L Y 74LS151 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 A1 A0 EN
001 011 010 110 0 1 0 0 1 1 1 1
111 101 0 0 1 1
100 0 1
1 D4 0 1 D5 1 0 D7 0 1 D6 0
20
F A B C D 1 (a) Y A2 A1 8 选1MUX E A0 D D D D D D D D 0 1 2 3 4 5 6 7 1 A C D 1 B
F Y A2 A1 8 选1MUX E A0 D D D D D D D D 0 1 2 3 4 5 6 7
1
Y A1 A0 Y 4 选1MUX D0 D1 D2 D3 E S
1
1 ( a ) 逻辑图 ( b ) 逻辑符号
图4选1 MUX 下面介绍双4选1集成数据选择器 74HC153
5
(1) 4选1集成数据选择器 74HC153 用CMOS传输门组成选择器 有两个共用地址输入端 的4选1数据选择器 有独立的附加控制端S’ (0有效) 四 路 ' , S' S1 作扩展片选用 2 数 ' S ' 0 组成两位4选1 S1 据 2 功能表
1
Y i mi
F1 m(0,4,7) F2 m(1,2,3,5,6,7)
F2
F1
&
&
F2 m(0,4)
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 3－8译码器 A2 A1 A0 A B C E1 E 2 A E 2 B 1
2
§4.3 常用的组合逻辑组件的原理及应用
Y 74HC151 Y
S2 S1 S0
12
数据选择器的扩展 位的扩展
用两片74151组成二位八选一的数据选择器
S2 S1 S0
E
D00 D01 D02 D03 D04 D05 D06 D07
E S2 S1 S0 Y D0 D174HC151 D2 D3 (0) Y D4 D5 D6 D7 E S2 S1 S0 Y D0 D174HC151 D2 (I) D3 Y D4 D5 D6 D7
用代数法将F的表达式变换为与Y相应的形式：
Y A1 A0 D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3
F ABC ABC ABC ABC AB (C C ) ABC ABC AB 1 AB C AB C AB 0
注意：数据选 择器禁止工作 输出为0
F (m0 D0 m1 D1 m2 D2 m3 D3 m4 D4 m5 D5 m6 D6 m7 D7 ) S3
8
3. 用数据选择器设计组合逻辑电路 据式 R 四选一数据选择器在S=1时输出与输入的逻辑关系可表示为 : 0 3 Y D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 A1 A0 mi Di 0 i 0 A1，A0 ：作两个输入变量； 0 D3 D0 ：为第三个输入变量， 0 1 作适当取值（0，1，原变量，反变量） [例 ] 1 试用四选一选择器实现例的交通灯监视电路。 1 AG 卡诺图法 解：代 R 1 数法 1 0 1 0 A 已知监视电路逻辑函数为：
Y ( A1 A0 D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 )S
列真值表
A G Z 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

1 2 74LS153
G Z RA RG YG R' A' G' RAG RAG ' RA' G R'YG R' A' G' R' A' G' RA' G RAG'( R R) AG R' A' G' RA' G RAG '1 AG R 令A1 A，A0 G；且将上式与数据选择器式比较, 得