数字电子技术基础：第4章_数据选择器&比较器.ppt

第4章 组合逻辑电路之数据选择器4.3数据选择器（Multiplexer-MUX）4.3.1定义数据选择器是从多个输入数据中，选择一个送到输出端的组合数字电路是一个与或与或（Y=mi）的逻辑结构D3、D2、D1、D0是输入数据；B1、B0是选择变量，以确定哪一个输入数据被送到输出端Y 数据选择器（多路选择开关）是一个多输入，单输出的组合逻辑电路4.3.2数据选择器的构成数据输入端控制端使能端输出端D0D1D2D3Y四选一ENB1B0缓冲门与或门选择为了增加数据选择器的控制功能，电路中加了使能端，用EN表示EN=L时，MUX工作；EN=H时，MUX不工作4.3.3数据选择器的功能功能表示意图逻辑符号八选一数据选择器MUXG012301ENY4567702ENCBA7D6D5D4D3D2D1D0D8个数据输入端3个控制端使能端4.3.4数据选择器“双4选1”74HC1534.3.4 数据选择器A A1 1A A0 0Y Y1 11 1X XX X0 00 00 00 0D D10100 00 01 1D D11110 01 10 0D D12120 01 11 1D D1313“双4选1”，74HC153 分析其中的一个“4选1”“双4选1”74HC153“8选1”74LS151Altera公司上一代的PLD开发软件，使用者众多。

目前Altera已经停止开发Max+plus II，而转向Quartus II软件平台Altera公司新一代PLD开发软件，适合大规模FPGA的开发u 扩展u 实现多路信号的分时传送u 实现组合逻辑函数u 实现并行数据到串行数据的转换u 产生序列信号4.3.5 数据选择器的应用例：用两个“4选1”接成“8选1” “4选1”只有2位地址输入，从4个输入中选中一个 “8选1”的8个数据需要3位地址代码指定其中任何一个4.3.5 数据选择器的应用（1） 位数扩大 - 32选1如对32位数据进行选择，可以用4片八选一数据选择器进行第一轮选择，然后再用1片四选一数据选择器进行第二轮选择如对22（10110）进行选择，因为八选一上的数据CBA=110所以，6、14、22、30在第一轮被选出再经过第二片，由ED=10将2222选出4.3.5数据选择器的应用EN01231G03MUXY0Y(2)8选1数据选择器扩展为32选1数据选择器EN072G07MUXY0A0A1A2A3A4EN072G07MUXY0EN072G07MUXY0EN07D0D7D8D15D16D23D24D312G07MUXY08选1扩展成32选1的一种结构32选44选112EN0123BIN/OCTA0A1A2A3A4EN0720G07MUXYD0D7D8D15D16D23D24D321YEN0720G07MUXYEN0720G07MUXYEN0720G07MUXY补 8选1扩展成32选1的一种结构4片选18选1例：用一片2-4译码器和四片8选1数据选择器构成32选1数据选择器。

解： 25 = 32 ，32选1就需要5位地址用A4A3A2A1A0来表示地址码地址分配：A4A3作2-4译码器地址输入译码器输出分别接四片8选1数据选择器的片选端EN在A4A3作用下，四片8选1分别被选中，片选端为0的选择器工作，片选端为1的选择器不工作A2A1A0作8选1地址输入在A2A1A0作用下，选择器8个输出端分别被选中并输出片选信号决定由哪一片选择器工作；工作的选择器哪一位输出由地址码决定数据选择器的功能扩展0 1 2 3 4 5 6 70 1 2ENYMUX(1)D0D1D2D3D4D5D6D70 1 2 3 4 5 6 70 1 2ENYMUX(2)D8D15D16D230 1 2 3 4 5 6 70 1 2ENYMUX(3)0 1 2 3 4 5 6 70 1 2ENYMUX(4)D24D31A0A1A2A3A4012301ENBIN/OCT1YA4A300011011A2A1A0Y000D0001D1010D2011D3100D4101D5110D6111D7片选信号：寻址信号：例如：A4A3A2A1A0=11101选中第四片选择器的D5输出Y = D29111010111D5D29数据选择器的功能扩展4.3.5 用数据选择器实现逻辑函数所以，可以用MUX实现逻辑函数，分两种情况讨论:从数据选择器的观点出发:理解为用mi选择Di从另一个角度可看成：Di选择mi相加（1）变量数与MUX的控制变量数相同例：用八选一MUX实现：与八选一MUX的输出表达式对照，可以看出： D0=D2=D4=D6=D7=1D1=D3=D5=0*代数法：先将函数化为标准与或式ABC“1”4.3.5 用数据选择器实现逻辑函数同样可以得到：*卡诺图法： 先画出函数的卡诺图D1=D3=D5=0D0=D2=D4=D6=D7=14.3.5 用数据选择器实现逻辑函数(2)变量数比控制变量多例：用四选一MUX实现上述函数将A、B作为控制变量，C从数据输入端接入：先将函数按A、B的最小项项展开，形如：与四选一MUX的表达式对照，得到：*代数法D3=1AB“1”4.3.5 用数据选择器实现逻辑函数将B、C作为控制变量,A从数据输入端接入,所得结果如右图*卡诺图法BC“A”101思考：如何用4选1数据选择器实现加法器？4.3.5 用数据选择器实现逻辑函数要求用数据选择器分时传送4位8421BCD码，并译码显示。

A1A0地址码：0000只要地址码变化周期大于25次/S,显示2769无明显闪烁感BIN/OCT七段译码器七段译码器0 00 11 01 1例：试用4选1MUX实现三变量函数：解：首先选择地址输入，令A1A0=AB，则多余输入变量为C，余函数Di=f(c)确定余函数Di用代数法将F的表达式变换为与Y相应的形式：将F与Y对照可得 第4章 组合逻辑电路之数值比较器4.5 4.5 数值数值比较器（比较器（Comparator） 能完成比较两个数字的大小或是否相等的逻辑功能电路称为数值比较器一、1位数值比较器 A,B比较有三种可能结果1位数值比较器真值表输入输出ABFABFA=BFAB00010010011010011010COMP数值比较器通用逻辑符号集成位数值比较器多位数值比较器是由高位开始比较，逐位进行对于集成数值比较器，设置有级联信号输入端，接收来自低位比较器的输出结果若比较器的各位比较结果都相等，最终结果取决于级联信号输入4位数值比较器逻辑符号COMPA0A1A2ABABAB03PFABFABA3B0B1B203QB3PQPQPQFAB来自低位片的比较结果 在单独使用或作为最低位片使用时，为了不影响比较结果，低位片级联输入AB、ABABFAB3100A3B2100A3=B3A2B1100A3=B3A2=B2A1B0100A3=B3A2=B2A1=B1A0B0010A3=B3A2=B2A1=B1A0=B0100100A3=B3A2=B2A1=B1A0=B0010010A3=B3A2=B2A1=B1A0=B00010014位数值比较器真值表l4位数值比较器74LS85FABFABFABCOMP高位片A4A5A603PA7QPQPQPQ03B4B5B6B7COMP低位片A0A1A203PA3QPQPQPQ03B0B1B2B31图4-1-264位数值比较器扩展成8位数值比较器数值比较器的位数扩展(1)级联扩展 由图可见，低位的比较结果作为高位的条件。

级联扩展法结构简单，但运算速度低2) 并联扩展COMP003PQPQPQ03COMP4A3PQPQB3001A2B2A1B1A0B0PQCOMP103PQPQPQ03COMP203PQPQPQ03COMP303PQPQPQ03A0A3B0B3A4A7B4B7A8A11B8B11A12A15B12B15001001001001图4-1-26补并联方式扩展数值比较器的位数 并联扩展采用两级比较法，各组的比较是并行进行的，因此运算速度比级联扩展快。