数据选择器试题与详细答案

数据选择器经典试题与详细答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.一个2选1数据选择器有（）个数据输入端。A.1B.2C.4D.82.对于一个4选1数据选择器，其选择输入端需要（）个信号。A.1B.2C.3D.43.数据选择器的主要功能是根据选择输入信号，从多个输入数据中选择（）个数据输出。A.1B.多于1C.0D.所有4.若一个数据选择器的选择输入为S，数据输入为D0,D1,D2,D3，其输出逻辑表达式Y为（）。（假设低电平有效）A.Y=D0+D1+D2+D3B.Y=D0*S'+D1*S'+D2*S+D3*SC.Y=D0*S+D1*S'+D2*S+D3*S'D.Y=D0*S'*D1*S'*D2*S*D3*S5.数据选择器与数据分配器的主要区别在于（）。A.输入端数量不同B.输出端数量不同C.选择输入端数量不同D.功能目的不同6.用两个2选1数据选择器可以构成一个（）数据选择器。A.2选1B.4选1C.8选1D.16选17.74LS151集成芯片是（）路选择器。A.2选1B.4选1C.8选1D.16选18.当74LS153（双4选1数据选择器）的使能端G为低电平有效时，该芯片（）。A.总是输出高阻态B.总是输出低电平C.正常工作D.无法工作9.数据选择器实现函数F=A'B+AB'可以通过以下哪个电路实现？（选择输入为A,B）A.2选1数据选择器，D0=0,D1=1,S=AB.2选1数据选择器，D0=1,D1=0,S=A'C.4选1数据选择器，D0=0,D1=1,D2=1,D3=0,S=A,S'=BD.4选1数据选择器，D0=1,D1=0,D2=0,D3=1,S=A,S'=B10.下列哪个表达式不是数据选择器Y的特性方程形式？（Y是输出，D_i是输入，S_j是选择输入）A.Y=Σm(i)B.Y=Σm(S_j取值使Y=1对应的输入组合最小项编号)C.Y=D_i*S_j'D.Y=Σ(输入变量取值使Y=1的组合)二、填空题（每空2分，共30分）1.数据选择器根据___信号的取值组合，从多个输入信号中选择一个并传递到输出端。2.数据选择器的输入端数量n与选择输入端数量m的关系是___。3.一个4选1数据选择器的特性方程可以表示为Y=D0*S0'*S1'+D1*S0'*S1+D2*S0*S1'+D3*S0*S1。当选择输入S0=S1=1时，输出Y等于___。4.用串联扩展法，将四个2选1数据选择器可以构成一个___选1数据选择器。5.74LS151芯片有___个数据输入端，___个选择输入端，___个数据输出端。6.数据选择器可以实现任意逻辑函数，这是利用了其___（填“组合”或“时序”）逻辑特性。7.当一个数据选择器的所有数据输入端D0,D1,...,Dn-1都接低电平（0）时，其输出Y将取决于___。8.若用数据选择器实现一个输出恒为0的电路，至少需要___个数据输入端。9.数据选择器是___（填“组合”或“时序”）逻辑电路。10.选择输入端也称为___输入端。三、分析计算题（每题10分，共20分）1.已知一个数据选择器有四个数据输入D0,D1,D2,D3和两个选择输入S0,S1，其真值表如下：|S1|S0|Y||||||0|0|D0||0|1|D1||1|0|D2||1|1|D3|请写出该数据选择器的输出逻辑表达式，并用与门、非门和或门实现该电路。2.使用两片74LS151（双4选1数据选择器）和必要的门电路，设计一个8选1数据选择器。请写出各片74LS151的选择输入连接方式以及输出端的逻辑表达式。四、设计题（10分）利用集成数据选择器（如74LS151或74LS153）和最少的门电路，设计一个一位二进制数加法器（仅考虑加数、被加数输入，不考虑低位进位输入）。请说明所选用的集成芯片型号、连接方式以及输出表达式。试卷答案一、选择题1.B解析：2选1意味着从两个数据源中选择一个。2.D解析：4选1意味着需要4个不同的选择信号组合来选中4个输入之一。3.A解析：数据选择器的核心功能是“选择”，最终输出总是其中“一个”数据输入。4.B解析：根据低电平有效的假设和4选1数据选择器的标准逻辑表达式。5.D解析：数据选择器是选择“输出哪个输入”，数据分配器是选择“哪个输入输出”。6.B解析：两个2选1串联，低位的S端选择一对，高位的S端选择这对中的哪一个。7.C解析：74LS151是典型的8选1数据选择器。8.C解析：使能端低电平有效时，芯片处于工作状态，输出由选择端和数据端决定。9.D解析：将F=A'B+AB'转换为最小项形式F=m1+m2+m3+m6，对应4选1选择输入A和B，D0=0(对应m0)，D1=1(对应m1)，D2=1(对应m2)，D3=0(对应m3)。10.C解析：C选项表示的是一个输入和一个选择输入的组合，不是一个通用的特性方程总结形式。二、填空题1.选择解析：选择输入信号决定了哪个输入数据被传递。2.n=2^m解析：选择输入端的不同组合数决定了可以选择的数据输入数量。3.D3解析：根据给定的特性方程，当S0=1,S1=1时，只有D3项为1，其他项因S0或S1为1而乘以0。4.16解析：2^4=16，四个2选1扩展后可得16选1。5.8,2,1解析：74LS151有8个数据输入D0-D7，2个选择输入S0-S1，1个输出Y。6.组合解析：数据选择器属于组合逻辑电路，其输出仅取决于当前时刻的输入和选择信号。7.选择输入解析：当所有数据输入都为0时，输出值由选择输入的组合决定。8.1解析：输出恒为0，只需将所有数据输入端接地（低电平），此时输出Y=0（无论选择输入为何值）。9.组合解析：数据选择器是无记忆功能的数字电路，输出仅与当前输入状态有关。10.选择三、分析计算题1.解析：根据真值表，输出Y与输入D0,D1,D2,D3的关系为：Y=D0(S1'S0')+D1(S1'S0)+D2(S1S0')+D3(S1S0)。实现电路：使用四个与门，分别实现上述表达式中的四项，再用一个或门将四与门的输出相加。具体连接为：与门1输入为D0和S0'、S1'；与门2输入为D1和S0'、S1；与门3输入为D2和S0、S1'；与门4输入为D3和S0、S1。或门输入连接四个与门输出，输出为Y。2.解析：设计8选1数据选择器需要8个数据输入和3个选择输入（因为2^3=8）。使用两片74LS151（每个4选1），可以共享低两位选择输入S0,S1，用高位的第三位选择输入S2来控制哪一片74LS151工作。连接方式：*第一片74LS151（片1）的数据输入为D0-D3，选择输入连接S0,S1，输出为Y1。*第二片74LS151（片2）的数据输入为D4-D7，选择输入连接S0,S1，输出为Y2。*选择输入S2连接到两片74LS151的使能端G。当S2=0时，片1使能（G=0），片2禁止（G=1），输出Y=Y1，选中D0-D3中的一个；当S2=1时，片1禁止（G=1），片2使能（G=0），输出Y=Y2，选中D4-D7中的一个。逻辑表达式：Y=(S2'D0+S2'D1+S2'D2+S2'D3)+(S2D4+S2D5+S2D6+S2D7)=S2'(D0+D1+D2+D3)+S2(D4+D5+D6+D7)。四、设计题解析：方法一：使用一片74LS151。连接：选择输入S0连接加数A，选择输入S1连接被加数B。数据输入D0接0（因为A+B的计算不考虑来自低位的进位，最低位加0）。输出Y连接到逻辑表达式Y=D0'S0'S1'+D0'S0S1+D0'S1S0'+D0S0S1。由于D0=0，上式简化为Y=S0'S1'+S0S1'。这个表达式正好是A⊕B（异或），再加上一个输出S0S1，即Y=A⊕B+A·B（A与B）=A⊕B+进位Cout。因此，74LS151的D0接0，Y输出即为A+B的最低位和进位Cout。方法二：使用两