数据选择器和分配器PPT学习教案

1、会计学1数据选择器和分配器数据选择器和分配器教学方法设计： 比较学习选择器和分配器课堂讨论：实际：数字波段开关在仪表中的使用，信道复用分时传送技术现代教学方法与手段：大屏幕投影复习（提问）：3线8线MSI译码器的逻辑功能？第1页/共45页数据选择器 在多路数据传输过程中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输。这就需要用到数据选择器，又称为多路选择器或多路开关。常用MUX（Multiplexer）表示。 在数据选择器中，通常用地址输入信号（选择控制信号）来完成挑选数据的任务。因此数据选择器定义为： 根据地址码（选择控制信号）的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路。 数据选择器的功能相当

2、于一个受控波段开关。多路输入信号：N个；输出信号：1个；地址码：n位； 2nN第2页/共45页1、 4 选选1数据选择器数据选择器输出函数表达式为：30iii301201101001Dm33221100DmDmDmDmDAADAADAADAAY选择控制输入选择控制输入A1 A0数据输入数据输入D0 D1 D2 D3 输输 出出 Y 0 0 0 1 1 0 1 1 D0 d d dd D1 d dd d D2 dd d d D3 D0 D1 D2 D3第3页/共45页由地址码决定从路输入中选择哪路输出。第4页/共45页120270160150140123012011010012701601501

3、401301220121012001276543210012YAYADAADAADAADAAADAADAADAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAYYD,D,D,D,D,D,D,DA,A,A:)()()(:2222输输出出端端：数数据据输输入入端端：选选择择控控制制端端地地址址输输入入端端八八选选一一数数据据选选择择器器第5页/共45页四选一选择器构成八选一选择器 第6页/共45页集成数据选择器集成数据选择器 16 15 14 13 12 11 10 974LS153 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 2S A0 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y1

4、S A1 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y GND集成双集成双4 4选选1 1数据选择器数据选择器7474LS153LS153输 入输 出 S D A1 A0 Y1 0 D0 0 00 D1 0 10 D2 1 00 D3 1 1 0 D0 D1 D2 D3演示第7页/共45页2. 8选选1数据选择器数据选择器-74LS151输 入输 出D A2 A1 A0 SY Y 1D0 0 0 0 0D1 0 0 1 0D2 0 1 0 0D3 0 1 1 0D4 1 0 0 0D5 1 0 1 0D6 1 1 0 0D7 1 1 1 00 1D0 0DD1 1DD2 2DD3 3DD4 4DD5

5、5DD6 6DD7 7D 16 15 14 13 12 11 10 974LS151 1 2 3 4 5 6 7 8VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2D3 D2 D1 D0 Y Y S GND70012701210120iiimDAAADAAADAAADY70012701210120iiimDAAADAAADAAADYS0 时第8页/共45页 Y Y74LS151(2)D7 D0 A2A1A0 EN Y Y74LS151(1)D7 D0 A2A1A0 EN11D15 D8D7 D0A3A2A1A0S2S1Y2Y1YY2Y1数据选择器数据选择器74LS151的扩展的扩展第9页/共4

6、5页第10页/共45页数据选择器实现逻辑函数数据选择器实现逻辑函数原理：原理：从前述分析可知，数据选择器是地址选择变量的最小项输出器；而任何一个逻辑函数都可以表示为最小项之和的标准形式。因此，用数据选择器可以很方便地实现逻辑函数。方法方法：表达式比较法（公式法）表达式比较法（公式法）；卡诺图比较法。1）当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。2）当逻辑函数的变量个数多于数据选择器的地址输入变量个数时，应分离出多余的变量，将余下的变量分别有序地加到数据选择器的地址输入端上。第11页/共45页第12页/共45页比较上述两个表达式可知：要使W=F，

7、只需令A2=A,A1=B,A0=C且D0=D1=D4=D7=0，而D2=D3=D5=D6=1即可。据此可作出用8路选择器实现给定函数的逻辑电路图 第13页/共45页第14页/共45页第15页/共45页第16页/共45页第17页/共45页第18页/共45页第19页/共45页第20页/共45页 A、B两个选择变量按其组合将原卡诺图划分为4个子卡诺图-2变量卡诺图(对应变量C和D)，如图中虚线所示。各子卡诺图所示的函数就是与其选择控制变量对应的数据输入函数Di。求数据输入函数时，函数化简可以在卡诺图上进行。注意：由于一个数注意：由于一个数据输入对应选择控制变量的一种据输入对应选择控制变量的一种取值组

8、合，因此，化简只能在相取值组合，因此，化简只能在相应的子卡诺图内进行，即不能越应的子卡诺图内进行，即不能越过图中虚线过图中虚线。分别化简图(a)中的每个子卡诺图，见图中实线圈(标注这些圈对应的与项时应去掉选择控制变量)，即可得到各数据输入函数Di分别为 第21页/共45页据此，可得到实现给定函数的逻辑电路图如图(b)所示。除4路选择器外，附加了4个逻辑门。 第22页/共45页第23页/共45页相应逻辑电路图如图(d)所示，只附加一个与非门。显然，实现给定函数用B、C作为选择控制变量更简单。 第24页/共45页第25页/共45页4、用数据选择器构成数据比较器演示用译码器和数据选择器能构成简化的数

9、据比较器，能进行相等或不相等比较。请看演示。第26页/共45页由地址码决定将输入数据送给哪路输出。输 入输出A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3D0 00 11 01 1D 0 0 00 D 0 00 0 D 00 0 0 D逻辑表达式地地址址变变量量输输入入数数据据013012011010 ADAYADAYAADYAADY数据分配是数据选择的逆过程。根据地址信号的要求，将一路数据分配到指定输出通道上去的电路，称为数据分配器。常用DEMUX表示。数据分配器第27页/共45页11DA1 A0Y0 Y1 Y2 Y3&第28页/共45页集成数据分配器集成数据分配器 把二进制译码器的使能端作为数据输入端，

10、二进制代码输入端作为地址码输入端，则带使能端的二进制译码器就是数据分配器。第29页/共45页G2BG1G2A 数据输出1 Y0 Y1 Y2STC 74LS138 Y3 Y4STA Y5STB Y6 Y7 A2 A1 A0 D由由74LS138构成的构成的1路路-8路数据分配器路数据分配器数据输入端地址输入端D从G2B或G2A加入，可得到原码输出，若从G1加入，可得到反码输出。第30页/共45页G2BG1G2A数据发送端数据接收端选择控制端数据输入数据输出1SD0D1D2D3 73LS151 YD4D5D6 END7 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2STC 74LS138 Y3 Y4STA Y

11、5STB Y6 Y7 A2 A1 A0数据分配器的应用数据分配器的应用数据分配器和数据选择器一起构成数据分时传送系数据分配器和数据选择器一起构成数据分时传送系统统演示74LS151第31页/共45页第32页/共45页第33页/共45页确定数据确定数据选择器器确定地址变量确定地址变量 2 1 ABCBACBALn个地址变量的数据选择器，不需要增加门电路，最多可实现n1个变量的函数。3个变量，选用4选1数据选择器。A A1 1=A=A、A A0 0=B=B逻辑函数逻辑函数 1 选用选用7474LS153LS153 2 74LS153有两个地址变量。第34页/共45页求Di 3 （1）公式法）公式法

12、函数的标准与或表达式：103210mmCmCmABCBACBAL4选1数据选择器输出信号的表达式：33221100DmDmDmDmY比较L和Y，得：103210DDCDCD、 3 第35页/共45页画连线图 4 C C 0 1 A B 0Y74LS153D0 D1 D2 D3 A1 A0 ST L21 4 第36页/共45页求Di的方法（2）真值表法）真值表法miA B CLm00 0 00 0 101m10 1 00 1 110m21 0 01 0 100m31 1 01 1 111C=1时时L=1，故故D0=CL=0，故故D2=0L=1，故故D3=1C=0时时L=1，故故D1=C第37页/

13、共45页求Di的方法（3）图形法）图形法 AB C000111100011011010D0D1D3D2103210DDCDCD、第38页/共45页)13,12,11,10, 9 , 5 , 4 , 3 , 0(),(mDCBAL用数据选择器实现函数：例选用8选1数据选择器74LS151设A2=A、A1=B、A0=C ABCD00011110001110010111111001100001求DiD0=DD2=1D6=1D4=DD1=DD3=0D7=0D5=1第39页/共45页D D 1 0 D 1 1 0 A B C 0LY74LS151D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 A1

14、 A0 EN画连线图第40页/共45页1）.用具有n个地址端的数据选择器实现n变量函数 例1 用8选1数据选择器实现逻辑函数Y=AB+AC+BC。解：A：表达式比较法求解。 （1）将函数表达式转换为标准与-或表达式如下：7653mmmmABCCABCBABCABCACABY（2）令A=A2、B=A1、C=A0，将上述表达式与8选1数据选择器输出函数表达式比较可得：7766554433221100DmDmDmDmDmDmDmDmYD0=D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=D7=1第41页/共45页解：B：卡诺图比较法求解。 （1）分别作出逻辑函数卡诺图和8选1数据选择器卡诺图如下（2）令A=A2、B=A1、C=A0，比较两个卡诺图可得：D0=D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=D7=1第42页/共45页2）.有n个地址端的数据选择器实现m变量函数（mn） 一般将卡诺图的变量数称为该图维数。如果把某些变量也作为卡诺图小方格内的值，则会减小图的维数，这种图称为降维图。 当函数输入变量的数目大于数据选择器的地址端的数目，只有将函数卡诺图的维数降到与选择器卡诺图的维数相同，两个卡诺图的才能一一对应。也就是说，对于函数输入变量多于选择器地址端的电路设计，必须先对函数的卡诺图进行维图。 以下举例说明降维方法。例如：下图（a）为一个四变量的卡诺图，若把变量D作为记图变量，把它