数电实验报告-

 

数据选择器的应用

一、实验目的

1.了解数据选择器的性能、使用方法、电路结构和特点。

2. 掌握数据选择器的逻辑功能和基本应用。

3.掌握用数据选择器设计全加器。

二、实验内容

1．用数据选择器74LS153设计一个一位全加器。

2．用8选1数据选择器74LS151设计一个组合逻辑电路。

三、实验仪器、设备及材料

数字电路实验箱、 数字万用表、 74LS151、 74LS153、 74LS00及其基本门电路。

四、实验原理

在数字信号的传输过程中，有时需要从一组输入数据中选出某一个来，这时就要用到一种叫做数据选择器(或称为多路开关)的逻辑电路。

现以双4选1数据选择器74LS153为例，说明它的工作原理。右图所示是74LS153的逻辑图，它包含两个完全相同的4选1数据选择器。

两个数据选择器有公共的地址输入端，而数据输入端和输出端是各自独立的。通过给定不同的地址代码(即A1A0的状态)，即可从4个输入数据中选出所要的一个，并送至输出端Y，图中的 和 是附加控制端，用于控制电路工作状态和扩展功能。输出的逻辑式可写成：

     

数据选择器是常用的组合逻辑部件之一。它由组合逻辑电路对数字信号进行控制来完成较复杂的逻辑功能。它有若干个数据输入端D0、D1、…，若干个控制输入端A0、A1、…，和一个输出端Y0。在控制输入端加上适当的信号，即可从多个输入数据源中将所需的数据信号选择出来，送到输出端。使用时也可以在控制输入端加上一组二进制编码程序的信号，使电路按要求输出一串信号，所以它也是一种可编程序的逻辑部件。

74LS153集成芯片为双四选一数据选择器，引脚排列右下图所示，其中D0、D1、D2、D3为四个数据输入端，Y为输出端，A1、A2为控制输入端（或称地址端）同时控制两个四选一数据选择器的 工作， 为工作状态选择端（或称使能端）。74LS153的逻辑功能如下表所示，当 时电路不工作,此时无论A1、A0处于什么状态，输出Y总为零。即禁止所有数据输出，当 时，电路正常工作，被选择的数据送到输出端，如A1A0 =01，则选中数据D1输出。
当 时，74LS153的逻辑表达式为：

 数据选择器是一种通用性很强的中规模集成电路，除了能传递数据外，还可用它设计成数码比较器，变并行码为串行及组成函数发生器，本实验内容为用数据选择器设计函数发生器。
      再者，用数据选择器也可以产生任意组合的逻辑函数，因而用数据选择器构成函数发生器方法简便，线路简单。对于任何给定的三输入变量逻辑函数均可用四选一数据选择器来实现，同时对于四输入变量逻辑函数可以用八选一数据选择器来实现。应当指出，数据选择器实现逻辑函数时，要求逻辑函数式变换成最小项表达式，因此，对函数化简是没有意义的。

五、实验步骤

1、某导弹发射场有正副指挥员各一名，操作员两名。当正副指挥员同时发出命令时，只要两个操作员中的一个按下发射按钮，即可产生一个点火信号，将导弹发射出去，请设计一个组合逻辑电路。完成点火信号的控制，写出函数式，列出真值表，画出实验电路图。

依题可假设正副指挥员和两个操作员的指令分别为A，B，C，D根据所提供的逻辑关系，可以得出A,B,C,D与点火信号Y的关系列表如下：

 

AB       CD	00	01	11	10
00	0	0	0	0
01	0	0	1	0
11	0	0	1	0
10	0	0	1	0

   控制端只有两个，采用降维，如下：

AB       C	00	01	11	10
0	0	0	D	0
1	0	0	1	0

根据逻辑关系画出电路图如下所示：

实验结果如下：

AB       CD	00	01	11	10
00	0	0	0	0
01	0	0	1	0
11	0	0	1	0
10	0	0	1	0

合乎实际出现情况。

2、利用74LS153，设计全加器电路。

真值表如下：

A	B	C	S	C输出
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

S

C

C

0

C

C

1

电路图如下：

结论：根据开关的不同情况，小灯泡的明亮与真值表的一致，能利用74LS153设计实现全加器功能。

六、实验感想

    在一般所学知识的基础上，利用集成芯片等元器件设计电路还是比较困难，需要不断实践，比方说降维，还不大熟悉。