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实验九 数据选择器及其应用

实验九数据选择器及其应用

一、实验目的

1.掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法。

2.学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。

二、实验原理

数据选择是指经过选择,把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的功能相当于一个多个输入的单刀多掷开关,其示意图如下:

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图9-1 4选1数据选择器示意图

图中有四路数据D0~D3,通过选择控制信号A1、A0(地址码)从四路数据中选中一路数据送至输出端Q。

1.八选一数据选择器74LS151

74LS151是一种典型的集成电路数据选择器,它有3个地址输入端CBA,可选择I0~I78个数据源,具有两个互补输入端,同相输出端Z和反相输出端Z。其引脚图和功能表分别如下:

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2.双四选一数据选择器74LS153

所谓双四选一数据选择器就是在一块集成芯片上有两个完全独立的4选1数据选择器,每个数据选择器有4个数据输入端I0~I3,2个地址输入端S0、S1,1个使能控制端E和一个输出端Z,它们的功能表如表9-2,引脚逻辑图如图9-3所示。

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图9-3 74LS153引脚逻辑图表9-2 74LS153的真值表

其中,EA、EB(1、15脚)分别为A路和B路的选通信号,I0、I1、I2、I3为四个数据输入端,ZA(7脚)、ZB(9脚)分别为两路的输出端。S0(14脚)、S1(2脚)为地址信号,8脚为GND,16脚为VCC。

3.用74LS151组成16选1数据选择器

用低三位A2A1A0作每片74LS151的片内地址码, 用高位A3作两片74LS151的片选信号。当A3=0时,选中74LS151(1)工作, 74LS151(2)禁止;当A3=1时,选中74LS151(2)工作, 74LS151(1)禁止,如下图所示。

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图9-4 用74LS151组成16选1数据选择器

4. 数据选择器的应用

①用74LS151实现逻辑函数BC A AC C B A Y ++=。

先将函数表达式写成最小项逻辑加的形式:

BC A C B A ABC C B A Y +++= =m o +m 3+m 5+m 7

显然,输入数据D 0=D 3=D 5=D 7=0,D 1=D 2=D 4=D 6=1,电路图如下:

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图9-5 用74LS151实现逻辑函数

②用74LS153实现逻辑函数ABC C AB C B A BC A Y +++=

函数Y 有三个输入变量A 、B 、C,而数据选择器有两个地址输入端S 1、S 0少于3个。画出函数功能表,可见将A 、B 分别接选择器的地址端S 1、S 0,并令I 0=0,I 1=I 2=C ,I 3=1则4选1数据选择器的输出便实现了函数ABC C AB C B A BC A Y +++= ,接线图如下所示:

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图9-6 用74LS153实现逻辑函数

三、实验设备与器材

1、数字逻辑电路实验箱。

2、数字逻辑电路实验箱扩展板。

3、数字万用表。

4、芯片74LS151、78LS153、74LS04、74LS08、74LS32。

四、实验内容及实验步骤

1. 测试74LS151的逻辑功能

将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置,并固定好,找一个16PIN

的插座插上芯片74LS151,并在16PIN 插座的第8脚接上实验箱的地(GND ),第16脚接上电源(VCC )。将74LS138的输出端Z 接到发光二极管上(实验箱主电路板的逻辑电平显示单元),自己接线,按74LS151的真值表逐项进行测试,记录测试结果。

2. 测试74LS153的逻辑功能

测试方法与步骤同上,记录测试结果。

3. 用两片74LS151组成16选1数据选择器

按图9-4接线,方法与步骤同上,记录结果并分析。

4. 用74LS151实现逻辑函数

参考图9-5,要求实现逻辑函数C B C A B A F ++=,自己写出设计过程,画出接线图,并验证其逻辑功能。芯片插法,电源、地线接法与实验内容1相同,这里只需要自己实现逻辑函数,然后连线实现其功能。

5. 用74LS153实现逻辑函数

方法与步骤同实验4,要求实现B A B A F +=,自己写出设计过程,画出接线图,并验证其逻辑功能。

五、实验预习要求

1. 复习数据选择器的工作原理。

2. 用数据选择器对实验内容中的各函数式进行预设计。

3. 思考:能否用数据选择器实现全加器功能。

六、实验报告要求

1、用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能

测试。

2、写出一篇有关编码器,译码器,数据选择器实验的收获与体会。