8数据选择器和数据分配器.docx

数字电路-08数据选择器和数据分配器应用实验一. 实验目的1. 了解变量译码器和数据选择器的逻辑功能和具体应用2. 熟悉中规模组合逻辑器件功能的测试和设计方法二. 实验原理（1）变量译码器变量译码器有n个输入，2n个输出，每个输出唯一地对应一组输入构成的二进制 码，当且仅当输入组合为该码时，输出呈有效电平中规模TTL集成译码器有74LS139（双2输入、4输出）、74LS138 （3输入、8输出）和74LS154 （4输入、16输出），输出均为低电平有效，并具有低电平有效的使能控制端S变量译码器除在数字系统中起二进制译码作用外，还可实现组合逻辑函数、数据分配等功能74LS139的引脚图如图8-1 （a）所示，片上有两个独立的2线-4线译码器，各 输出逻辑表达式为：Y 0 = S - A - A、Y 1 = S - A - A、Y 2 = S - A - A、Y 3 = S - A - A1 0 1 0 1 0 1 0显然，当使能S为有效电平“0”时，如果译码器A , A输入的是逻辑函数的输入1 0变量A，B,则Y代表了 A，B构成的最小项m的反函数（最大项）所以，2线-4线通i i用译码器可附加与非门（与门）实现用标准与-或（标准或-与）表达式表示的二变量组 合逻辑函数。

同理，n线-2n线通用译码器可实现n变量的组合逻辑函数如果把译码器的使能端S作为数据输入端，则可实现数据分配功能被分配的串行数字信号D从S输入，当A, A为不同的二进制码时，D信号被分配到译码器对应的输出端Y比如A1A0为“ 11”时,iD信号被分配到Y，此时Y〜Y输出均为高电平' - ” 21S —116 Vcc1S——1IE-lAo 一215—£SA1 ——E：151A1 —314—2A01D3——3141Y0 —斗13—2 Al1D2——斗13m —512一2Y01D15121Y2 —b11一2Y11D0——b111Y3 —710—2Y21 丫710GND —y9—2Y3GNU89i74139(a) Vcc—函——Ao——2D3——2D2——2D1——2D0一己丫（b）图8-1器件引脚排列3741539013(c)(2) 数据选择器数据选择器有n位控制信号，2n个数据输入每组控制码能够选择唯一的一个数据 输出，类似由控制码切换的多选一开关中规模TTL集成数据选择器有74LS153 (双4 选1)和74LS151(8选1),都具有低电平有效的使能控制端S数据选择器的主要功 能是实现多路信号的选择，当控制端输入函数的逻辑变量、数据端输入函数值时，可以 实现组合逻辑函数。

74LS153的引脚功能如图8-1(b)所示，片上有两个4选1数据选择器，控制端A， A共用输出逻辑表达式为： 10Y=S-(A A D+A A D+ A A D+ A A D)1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3图8-2为一个报警控制电路，其中数据选择器选择两个不同频率的信号控制音频蜂 鸣器音频蜂鸣器的有效信号频率在20Hz~2kHz音频范围内，频率不同音调不同声音 的强弱与音频蜂鸣器的驱动电流成正比由于TTL电路的驱动能力有限，为提高音量， 采用NPN三极管9013进行电流放大三极管工作在开关状态，当数据选择器输出E为 “0”时，三极管截止，蜂鸣器没有电流通过；当E为“ 1”时，三极管饱和，Uce约为 0.2V，蜂鸣器得电当E的信号切换频率在音频范围内时，蜂鸣器鸣响9013的引脚如 图8-1 (c)所示三. 实验参考电路1. 声光报警电路如图8-2所示报警指示®T.5V图8-2声光报警CV SUM图8-3用数据选择器实现的函数发生器2. 函数发生器如图8-3所示2 kHz脉冲f 2 L kHz脉冲丸LHz麻冲N 报警控制W四. 实验预习要求1. 复习译码器、数据选择器及数据分配器的工作原理。

2. 分析图8-2电路的报警控制信号W的有效电平是高还是低？报警时蜂鸣器的控制信 号E是什么波形？蜂鸣器的鸣叫声音可能是怎样的？3. 根据图8-3列出电路输出CY和SUM的布尔表达式及真值表如果输入A, B，C是三 个一位的二进制数，分析电路的逻辑功能4. 设计一个数据选择、分配电路，设计要求：① 四个一位的输入数据D, D,D,D，用两个逻辑开关编码选择；0 12 3② 四个一位的输出数据Y, Y，Y，Y，另用两个逻辑开关编码选择；0 12 3③ 功能：可以将四个输入数据中的任何一路信号d选择并分配给四个输出中的任 何一个Y选择集成器件设计电路，画出电原理图，标明各集成器件的引脚编号5. 用74LS153设计一个一位二进制数的全减器输入三个一位的二进制数A，B，C， 输出逻辑变量D和V其中D是A减B减C的差，V表示了 A的值是否够被B，C减，够 减时V=“0”否则为“1”列出真值表，画出电原理图6. 用74LS139和两个四输入与非门(或四输入与门)实现全减器，画出电原理图7•用4选1数据选择器74LS153和两位二进制计数器设计一个信号传输方式转换电路,把四位并行码D〜D转换成一列串行信号。

要求转换位序可以根据需要选择先高位后低03位或者相反画0出设3计的电路原理图五． 实验内容及步骤(1)译码器功能测试根据图8-1中74LS139的引脚图，任选其中一个2线-4线译码器测试其功能使能端S由1 Hz脉冲信号控制，输入A1，A0由逻辑开关控制，四个输出Y〜Y接逻辑指示 03灯(发光二极管)改变输入A1，A °的状态，观察Y0〜驚的输出记录在表8-1中(记录输 出状态是高电平、低电平或1Hz信号)测试完成后保留电路A A Y Y―1 0 0 10 01 __0~0 1表8-1 2线-4线通用译码器功能测试2)4选1数据选择器功能测试根据图8-1中74LS153的引脚图，任选其中一个数据选择器测试其功能使能端S接有效电平(GND)，四个数据端D〜D分别输入1Hz，3Hz，10Hz和高电平03(Vcc)信号其中1Hz,10Hz信号可取自逻辑实验箱上的脉冲信号区，3Hz信号由函数 发生器TTL端输出用发光二极管观察数据选择器的输出端Y，改变输入A , A的状态, 在表8-2中记录数据选择情况记录输出信号频率或电平状态) 1 0输入A A00011011输出Y表8-2 4选1数据选择器功能测试表(3) 根据预习内容4设计的电路，在实验步骤(1)，(2)的基础上连接数据选择、分 配电路。

观察信号的选择分配情况4) 根据图8-2连接声光报警电路1Hz和1 kHz脉冲信号都由逻辑实验箱提供，2kHz 脉冲信号由函数发生器的TTL端输出报警信号W由逻辑开关控制，警灯L为逻辑指示 灯改变W的状态，观察实验结果当W有效时，警笛鸣响，警灯L闪烁微调函数发 生器频率，观察频率变化对蜂鸣器音调的影响5) 数据选择器构成的函数发生器根据图8-3连接电路输入A, B, C接逻辑开关，输出用逻辑指示发光二极管检查 改变输入状态记录函数真值表，与预习时分析的结果比较6） 根据预习（5）设计的电路连线,观察实验结果是否满足设计要求7） 根据预习（6）设计的电路连线,观察实验结果是否满足设计要求8） 根据预习（7）设计的电路连线,观察实验结果是否满足设计要求六． 实验设备和器材名称数量型号1. 双踪示波器1台学校自备2. 函数信号发生器1台学校自备3. 直流电源1台5V4. 适配器1只SD128B5. 14芯IC插座1只SD1436. 16芯IC插座2只SD1447. 4位输入器1只SD1018. 4位输出器1只SD102B9. 电阻模块1只SD15010.三极管模块1只SD15211.石英振荡器1只SD126B12.集成芯片若干74LS20 74LS13974LS15313.连接导线若干P214.实验用6孔插件方板297mmX300mm七． 实验思考题1. 声光报警电路中，是否能用报警信号控制数据选择器的输入端A1 ?为什么？2. 如果实验内容（3）只用一组两位的二进制码同时控制数据的选择和分配,结果会如 何？八． 实验报告要求1. 预习内容要求。

2. 实验内容要求3. 回答思考题。