实验三  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：

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。其引脚图和功能表分别如下：

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。  

图9-3  74LS153引脚逻辑图           表9-2   74LS153的真值表

其中，、（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。

                   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。

先将函数表达式写成最小项逻辑加的形式：

           =m_o+m₃+m₅+m₇

显然，输入数据D₀=D₃=D₅=D₇=0，D₁=D₂=D₄=D₆=1，电路图如下：

图9-5  用74LS151实现逻辑函数

②用74LS153实现逻辑函数

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S₁、S₀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S₁、S₀，并令I₀=0，I₁=I₂=C，I₃=1则4选1数据选择器的输出便实现了函数 ，接线图如下所示：

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、74LS153、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74LS151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，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，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。

 

第二篇：实验3 数据选择器功测试与应用

实验3 数据选择器功测试与应用

一. 实验目的

1.  掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法；

2.  学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。

二. 实验电路

 

三．实验原理

 1．数据选择器（multiplexer）又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑部件，它可以实现从多路数据传输中选择任何一路信号输出，选择的控制由专列的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、并串转换器、波形产生器等。

2.用数据选择器实现组合逻辑函数

（1）选择器输出为标准与或式，含地址变量的全部最小项。例如四选一数据选择器

输出如下：

 而任何组合逻辑函数都可以表示成为最小项之和的形式，故可用数据选择器实现。

   （2）步骤：

         ①写出函数的标准与或式，和数据选择器输出信号表达式。

         ②对照比较确定选择器各输入变量的表达式。

③
      根据采用的数据选择器和求出的表达式画出连线图。

四．实验设备与器件 

五．实验内容与步骤

1.数据选择器74LS153功能测试

(1)在实验箱上选取一个16P插座，按定位标记插好74LS153集成块。

(2)根据图2的管脚图，将实验箱上＋5V直流电源接74LS153的16脚，地接8脚。

  （3）测试第一组4选1线数据选择器（1脚-7脚，14脚）的功能：输入端 、 数据输入端D3-D0、地址选择端 A1-A0接逻辑开关输出口，输出Q接发光管。改变逻辑开关的状态，观察输出并填表。

2.用双4选1数据选择器74LS153实现函数：F=A'B+AB'

（1)在实验箱上选取一个16P插座，按定位标记插好74LS151集成块，并连接电路,数据选择器的输出接发光二极管显示。

(2)按照表2所示，改变A、B值，观察并记录发光管显示情况。

表2

3.用双4选1数据选择器74LS153实现函数F=A'BC+AB'C+ABC'+ABC

   (1)在实验箱上选取一个16P插座，按定位标记插好74LS153集成块，连接实验线路。

(2)按照表3所示，改变A、B、C值，观察并记录测量情况。

                                             表3

    4.用8选1数据选择器74LS151实现函数F=A'BC+AB'C+ABC'+ABC

六．实验报告

1.  画出实验电路连线示意图，整理实验数据，分析实验结果与理论值是否相等。

2.  总结用数据选择器实现组合逻辑电路的基本方法。