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B S 、C S 和A S ，当A S =1、

B S =

C S =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：

21002101210221032104210521062107Y A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D =+++++++

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A 2A 1A 0是一组三位二进制代码，其中A 2权最高，A 0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

图3-1 74LS138电路图

A 2 A 0 A 1 S A Y 0 S

B S C

74LS138

Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5

Y 6

Y 7

(L 1) (L 2) (L 3 ) (L 4) (L 6) (L 5) (L 7) (L 8)

(K 2) 1

(K 3) (K 1)

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．