实验六 数据选择器及应用.doc

实验六 数据选择器及应用一、实验目的1、掌握数据选择器的工作原理及逻辑功能。2、熟悉74LS153和74LS151的管脚排列和测试方法。3、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。二、实验任务1、用双四选一数据选择器74LS153实现一位全减器。2、用双四选一数据选择器74LS153设计一个四位奇偶校验器。3、用八选一数据选择器74LS151设计一个多数表决电路。4、用Multisim8进行仿真，并在实验仪器上实现。三、实验原理数据选择器又称多路转换器或多路开关，其功能是在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图3.6.1所示，图中有四路数据D0 D3通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Y。A1A0地址码D0D1D2D3数据输入Y输出图3.6.1 四选一数据选择器示意图一个n个地址端的数据选择器，具有2n个数据选择功能。例如：数据选择器（74LS153），n = 2，可完成四选一的功能；数据选择器（74LS151），n = 3，可完成八选一的功能。1、双四选一数据选择器74LS153所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。集成芯片引脚排列如图3.6.2，功能如表3.6.1所示。2Y1Y 表3.6.1 74LS153功能表输 入输 出A1A0Y10000D0001D1010D2011D3 图3.6.2 74LS153引脚排列、为两个独立的使能端；A1、A0为公用的地址输入端；1D01D3和2D02D3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q1、Q2为两个输出端。 （1）当使能端（）1时，多路开关被禁止，无输出，Q 0。（2）当使能端（）0时，多路开关正常工作，根据地址码A1、A0的状态，将相应的数据D0D3送到输出端Q。如：A1A000 则选择DO数据到输出端，即Q D0。 A1A001 则选择D1数据到输出端，即QD1，其余类推。数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。2、八选一数据选择器74LS15174LS151为互补输出的8选1数据选择器，集成芯片引脚排列如图3.6.3，功能如表3.6.2所示。 选择控制端（地址端）为A2A0，按二进制译码，从8个输入数据D0D7中，选择一个需要的数据送到输出端Q，为使能端，低电平有效。 输 入输 出SA2A1A0YY1010000D0D00001D1D10010D2D20011D3D30100D4D40101D5D50110D6D60111D7D7 表3.6.2 74LS151功能表YY 图3.6.3 74LS151引脚排列（1）使能端1时，不论A2 A0状态如何，均无输出（Q0，1），多路开关被禁止。（2）使能端0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0 D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。 如：A2A1A0000，则选择D0数据到输出端，即QD0。 如：A2A1A0001，则选择D1数据到输出端,即QD1，其余类推。3、数据选择器的应用数据选择器的应用很广，它可以作二进制比较器、二进制发生器、图形发生电路、顺序选择电路等。在应用中，设计电路时可以根据给定变量个数的需要，选择合适的多路选择器来完成，具体设计步骤如下：（1）根据所给出组合逻辑函数的变量数，选择合适的多路选择器。一般是两个变量的函数选双输入多路选择器，三变量的函数选四输入多路选择器，四变量的函数选八输入多路选择器。（2）画出逻辑函数的卡诺图，确定多路选择器输入端和控制端与变量的连接形式，画出组合电路图。例1：用双四选一数据选择器74LS153实现一位全加器。解：根据全加器真值表，可写出和S，高位进位CO的逻辑函数，分别为：A1A0作为两个输入变量，即加数和被加数A、B，D0D3为第三个输入变量，即低位进位CI，1Y为全加器的和S，2Y全加器的高位进位CO，则可令数据选择器的输入为： 其逻辑电路如图3.6.4所示。2Y1YBCICISCO+5VA图3.6.4 用74LS153实现全加器逻辑图例2：用8选1数据选择器74LS151实现函数解：采用8选1数据选择器74LS151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。 作出函数Y的功能表，如表3.6.2所示，将函数Y功能表与8选1数据选择器的功能表相比较，可知（1）将输入变量C、B、A作为8选1数据选择器的地址码A2、A1、A0。（2）使8选1数据选择器的各数据输入D0D7分别与函数Y的输出值一一相对应。即：A2A1A0CBA， D0D70， D1D2D3D4D5D61 则8选1数据选择器的输出Y便实现了函数。接线图如图5.5所示。表3.6.3 函数功能表YY输 入输 出CBAY00000011010101111001101111011110 图3.6.5 用8选1数据选择器实现 四、实验仪器与器材1、THD-4型数字电路实验箱2、GOS-620示波器3、器材：74LS00 四-2输入与非门 74LS32 四-2输入或门 74LS86 四-2输入异或门 74LS153 双四选一数据选择器 74LS151 八选一数据选择器五、实验内容与步骤1、用双四选一数据选择器74LS153实现一位全减器。输入为被减数、减数和来自低位的借位；输出为两数之差和向高位的借位信号。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。2、用双四选一数据选择器74LS153设计一个四位奇偶校验器。要求：含有奇数1时，输出为“1”，含有偶数个1时（包含0000）输出为“0”。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。3、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。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。六、实验报告要求1、列写实验任务的设计过程，画出设计的逻辑电路图，并注明所用集成