3.4数据选择器和数据分配器
第十八讲 数据选择器与分配器

组合逻辑电路
CC14539 数据选择器 1 真值表
输 入 输出 1ST A1 A0 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y 使能端低电平有效 1 ×× × × × × 0 0 0 0 × × × 0 0 1D0 0 0 0 × × × 1 1 1ST = 1 时,禁止数据 选择器工作,输出 1Y = 0。 0 0 1 × × 0 × 0 1D 0 0 1 × × 1 ×1 1 0 1 0 × 0 × ×0 1D2 1ST = 0 时,数据选择 0 1 0 × 1 × ×1 器工作。输出哪一路数据 0 1 1 0 × × ×0 1D 由地址码 A1 A0 决定。 0 1 1 1 × × ×1 3
一路输入
D
Y0 Y Y11= D Y2 Y3
多路输出
地址码输入
A1 0
A0 1
EXIT
组合逻辑电路
二、数据选择器的逻辑功能及其使用
1.
8 选 1 数据选择器 CT74LS151
Y ST Y 互补输出端 8 路数据输入端
使能端,低 电平有效
地址信号 输入端
ST A2 CT74LS151 A1 A0 D0D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
0 1 Y = A2A1A0D0 + A20 1A0D1 + A Y = A2A1A0D0 + A2A1A0D1 + 1 0 A2A1A0D2+ A20 1A0D3+ A A2A1A0D2+ A2A1A0D3+ 0 A2A1A0D4+ A20 1A0D5+ A A2A1A0D4+ A2A1A0D5+ 0 A2A1A0D6+ A20 1A0D7 A A2A1A0D6+ A2A1A0D7
数字电子技术(第四版)(孙津平)章 (4)

图 3.22 例8的连接图
3. 例9
试用八选一数据选择器74LS151产生逻辑函数
解 把逻辑函数变换成最小项表达式:
八选一数据选择器的输出逻辑函数表达式为
若将式中A2、A1、A0用A、B、C来代替, D0=D1=D3= D6=1, D2=D4=D5=D7=0,画出该逻辑函数的逻辑图, 如图 3.23所示。
1. 74LS151是一种典型的集成电路数据选择器。 如图3.21所示 是74LS151的管脚排列图。 它有三个地址端A2A1A0。 可选择
D0~D7八个数据, 具有两个互补输出端W和W。 其功能如表3.12
所示。
图 3.21 74LS151 (a) 符号图; (b) 管脚图
2. 例 8 用两片74LS151连接成一个十六选一的数据选择器。 解 十六选一的数据选择器的地址输入端有四位, 最高
止工作。
图3.18 例7的连接图
3.4 数据选择器和数据分配器
3.4.1 数据选择器
数据选择器按要求从多路输入选择一路输出, 根据输入端 的个数分为四选一、 八选一等等。 其功能相当于如图3.19所示 的单刀多掷开关。
图3.19 数据选择器示意图
如图3.20所示是四选一选择器的逻辑图和符号图。 其
2. 非二进制编码器(以二-十进制编码器为例) 二-十进制编码器是指用四位二进制代码表示一位十进制数 的编码电路, 也称10线-4线编码器。四位二进制代码共有16 种组合状态, 而0~9共10个数字只用其中 10 个状态, 所以二-十进制编码方案很多。 最常见是8421 BCD码编码器,
如图3.7所示。 其中,输入信号I0~I9代表0~9共10个十进制信号, 输出信号Y0~Y3为相应二进制代码。
话铃响用1表示, 铃没响用0表示。 当优先级别高 的信号有效时, 低级别的则不起作用, 这时用×表示; 用
3.2.4数据选择器和数据分配器21页

i0
2020/11/22
5
2 八选一数据选择器74LS151
74LS151的逻辑符号
三个地址输入端A2、A1、A0, 八个数据输入端D0~D7, 两个互补输出的数据输出端Y和Y,
一个控制输入端S。
2020/11/22
6
74LS151的功能表
禁止 状态
工作 状态
2020/11/22
D
11
000 D
2020/11/22
11
图3.2.26 译码器作为数据分配器使用时的逻辑原理图
74LS138
所以在数字系统中数据分配器虽应用广泛但 不单独生产,一般由译码器特制构成。
2020/11/22
12
3 应用举例
1. 功能扩展 用两片八选一数据选择器74LS151,可以构成
十六选一数据选择器。
原、反码输出,三态
20
型号 CC40147
名称 10线-4线优先编码器
CC4532 8线-3线优先编码器 CC4555 双2线-4线译码器 CC4514 4线-16线译码器 CC4511 七段显示译码器 CC4055 七段显示译码器 CC4056 七段显示译码器 CC4519 四2选1数据选择器 CC4512 8路数据选择器 CC4063 4位数值比较器 CC40147 10线-4线优先编码器
试回忆用两片3-8线译码器74LS138实现4- 16线译码器的方法。
利用使能端(控制端)。
2020/11/22
13
输出需适当处理(该例接或门)
仿真
扩展位 接
用控7制4L端S151构成A十3 =六1选时一,数片据Ⅰ选禁择器止,片Ⅱ工作
2020/11/22
《数字电路》教学大纲

一、总则1.本课程的教学目的和要求:本课程是我院计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。
通过本课程的学习,使学生熟悉数字电路的基础理论知识,理解基本数字逻辑电路的工作原理,掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法,具有应用数字逻辑电路,初步解决数字逻辑问题的能力,为以后学习计算机组成原理、微机原理、单片机原理等后续课程的学习以及从事数字电子技术领域的工作打下扎实的基础。
2.本课程的主要内容:逻辑代数的公式、定理,逻辑函数的化简方法。
半导体二极管、三极管、MOS管的开关特性。
CMOS、TTL集成逻辑门。
组合电路的基本分析和设计方法。
加法器、比较器、编码器和译码器、数据选择器和分配器,只读存储器。
基本、同步、主从、边沿触发器,时钟触发器功能分类及转换。
时序电路的基本分析和设计方法。
计数器、寄存器、读/写存储器、顺序脉冲发生器。
多谐振荡器、施密特触发器。
数模、模数转换器。
3.教学重点与难点:教学重点是:逻辑代数的基本概念、公式、定理,逻辑函数的化简方法。
各种门电路的逻辑功能,两种集成逻辑门的电气特性。
各类触发器的逻辑功能及触发方式。
组合、时序电路的分析、设计方法。
常用典型组合、时序电路的功能、特点和应用。
典型中、大规模集成电路器件的功能和应用。
多谐、施密特、单稳的特点、功能、参数及应用。
数模、模数转换器的典型电路原理、输出量与输入量间的定量关系,特点、参数。
教学难点:逻辑代数的公式、定理的正确应用,逻辑函数化简的准确性。
集成逻辑门的电气特性。
组合、时序电路的设计。
触发器的触发方式以及脉冲产生,整形电路、数模、模数转换电路的工作原理。
4.本课程的知识范围及与相关课程的关系本课程是计算机科学与技术专业的硬件基础课程,其先修课为高等数学、普通物理、电路基础、模拟电路,后读课程为计算机组成原理、微机原理、单片机原理、计算机接口技术、计算机网络技术等。
5.教材的选用:数字电子技术基础简明教程(第二版)清华大学电子学教研组编余孟尝主编高等教育出版社1999年10月第2版二、课程内容及学时分配:第一章逻辑代数基础1.教学内容:概述逻辑代数、数制及其转换、BCD码。
数据选择和分配器

S1 — 数据输入(D)
Y 0 ~ Y 7 — 数据输出( D)
S2 、S3 — 使能控制端
S2 S3 0时, 实现数据分配器的功能 。
S3 — 数据输入(D) Y 0 ~ Y 7 — 数据输出( D) S1 、S2 — 使能控制端 S1 1 , S 2 0时 , 实现数据分配器的功能 。
四、用数据选择器实现组合逻辑函数
1ST = 1 时,禁止数据
0 0
00××× 00×××
0 1
0 1
1D0
选择器工作,输出 1Y = 0。
0 0
01×× 01××
0 1
× ×
0 1
1D1
1ST = 0 时,数据选择 器工作。输出哪一路数据 由地址码 A1 A0 决定。
0 1 0 × 0 × ×0 0 1 0 × 1 × × 1 1D2 0 1 1 0 × × ×0 0 1 1 1 × × × 1 1D3
数据输出
数据
输入 D
1 路-4 路 数据分配器
选择控制
A1 A0
真
A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3
0 0 D0 0 0
值 0 1 0 D0 0
表 1 0 0 0D 0
1 1 0 0 0D
Y0 D A1 A0
函
Y1 D A1 A0
数
Y2 D A1 A0 Y3 D A1 A0
式
Y0 Y1 Y2 Y3
1 C1
1 D2 D3
令 A1 = A, A0 = B 则 D0 = 0 D1 =D2 = C D3 = 1
(4)画连线图(略)
用数据选择器实现函数 Z m 3,4,5,6,7,8,9,10,12,14
[解] (1) n = k-1 = 4-1 = 3 用 8 选 1 数据选择器 74LS151
数据选择器和数据分配器

集成数据选择器的规格、品种较多,因此,重要的是要能够看懂真值表,理 解其逻辑功能。
集成数据选择器的芯片种类很多,常用的有2选1,如CT54157、CT54158;4 选1,如CT54LS153、CT54LS353;8选1,如CT74151、CT74LS251。16选1,如 CT54150等。CT74LS251的引脚排列如图(a)所示,逻辑符号如图(b)所示。
(a)引脚排列
(b)逻辑符号
CT74LS251的引脚排列和逻辑符号
如果现有的集成数据选择器通道不够,则可利用多片级联来进行扩展。例如, 用一片CT74LS251(8选1数据选择器)做低位芯片,用另一片CT74LS251做高位芯 片,要使16个通道的数据选1输出,必须有四个地址输入端A、B、C、D,将A端与 高位芯片的 相连,并经过非门与低位芯片的 相连,如下图所示。
3)根据最小项表达式将数据输入端做如下赋值:
D0 D1 D3 D5 D6 D7 1
画出函数的逻辑图,如下图所示。
D2 D4 0
例7.5的逻辑图
本例函数Y m(0,1,3,5,6,7,) 也可以用4选1芯片来实现,如CT74153,
逻辑图如下图所示。选择 、 作为地址输入,即用两变量 、 组成最小项,用第 3个变量作为数据输入,即可实现该函数。
用74LS251实现16选1数据选择器
当A=1时,低位芯片工作,高位芯片处于禁止状态。根据 的地址输入信 号,输出低八路数据 中的一路。
当 时,高位芯片工作,低位芯片处于禁止状态。根据 的地址输入信号, 输出高八路数据 中的一路。
该电路具有16选1数据选择器的功能。
用数据选择器可以实现组合逻辑函数,其方法如下。 1)将给定的函数转化为最小表达式。 2)以最小项因子做数据选择器的输入地址。 3)将函数式中已存在的最小项mi相对应的数据输入端Di赋值为1,将函数 式中不存在的最小项相对应的数据输入端赋值为0。
电工电子技术基础知识点详解4-4-1-数据选择器与数据分配器

A1 A0
控制信号
确定将信号送 到哪个输出端
数
据
输D
入
端
Y3 Y2 Y1 Y0
数 据 输 出
端
使能端
S 确定芯片是否工作
数据分配器的功能表
使能 控 制
输出
S A1 A0 Y3 Y2 Y1 Y0 1 00 00 0 0 0 00 0D 0 0 1 0 0 D0 0 1 0 0D00 0 1 1 D0 0 0
数据选择器与数据分配器在数字电路中当需要进行远距离多路数字传输时为了减少传输线的数目发送端常通过一条公共传输线用多路选择器分时发送数据到接收端接收端利用多路分配器分时将数据分配给各路接收端其原理如图所示
数据选择器与数据分配器
主要内容: 数据选择器和数据分配器的作用;数据选择器和数据分配器的
正确使用。
选择器
Y1
AAA021
(1)
≥1
Y
Y3
AA12 A0
(2)
A
S D7D6... D1D0
S D15 D14... D9D8
B
C
S S1 0时, 第一片工作; S1 1时, 第二片工作。
1
D7D6... D1D0
D15D14... D9D8
16选1数据选择器
74LS151功能表
选通 选 择 输出
Y D0 A1 A0 S D1 A1 A0 S D2 A1 A0 S D3 A1 A0 S 74LS153功能表
使能 选 通 输出
S A1 A0 Y
1 0
0
0 0 D0
0
0 1 D1
0
10
D2
0
数据选择器、数据分配器

2、控制信号约定: 、控制信号约定: 令A1A0=00时,Y=D0 时 A1A0=01时,Y=D1 时 A1A0=10时,Y=D2 时 A1A0=11时,Y=D3 时
3、真值表 输入 、 输出 A1 A0 Y 0 0 D0 0 1 D1 1 0 D2 1 1 D3
• (二)逻辑表达式
F = A1 A0 ⋅ D 0 + A1 A0 ⋅ D1 + A1 A0 ⋅ D 2 + A1 A0 ⋅ D 3
D 7 D6 D5 D 4 D3 D 2 D1 D0
A2 A1 A0 S
0
D7 D7
三、数据选择器的扩展
将两片74LS151连接成一个十六选一的数据选择器。 连接成一个十六选一的数据选择器 例:将两片 连接成一个十六选一的数据选择器。 解:十六选一的数据选择器的地址输入端有四位,最高位A3的输入可 十六选一的数据选择器的地址输入端有四位,最高位 以由两片八选一数据选择器的使能端接非门来实现, 以由两片八选一数据选择器的使能端接非门来实现,低三位地址输入 端由两片74LS151的地址输入端相连而成,连接图如下图所示。当A3 的地址输入端相连而成, 端由两片 的地址输入端相连而成 连接图如下图所示。 工作, 选择数据D =0时,由下图可知,低位片 时 由下图可知,低位片74LS151工作,A3A2A1A0选择数据 0~D7 工作 输出; 进行输出。 输出;A3=1时,高位片工作,选择 8~D15进行输出。 时 高位片工作,选择D
• 四、用数据选择器实现组合逻辑函数 • (一)基本原理和步骤 4选1的数据选择器输出信号表达式
1 0 0 1 0 1 1 0 原理: 原理: 3 = ∑ mi Di 1.数据选择器输出信号逻辑 数据选择器输出信号逻辑 i =0 表达式的一般形式; 如右) 表达式的一般形式;(如右) m选1数据选择器的表达式 2.数据选择器输出信号逻辑 数据选择器输出信号逻辑 m -1 Y = ∑ m i Di , m = 2 n 表达式的主要特点: 表达式的主要特点: i =0 a.具有标准与或表达式的形式; 具有标准与或表达式的形式; 具有标准与或表达式的形式 b.提供了地址变量的全部最小项; 提供了地址变量的全部最小项; 提供了地址变量的全部最小项 c.一般情况下,Di可以当成一个变量处理(取值为原变 一般情况下, 可以当成一个变量处理( 一般情况下 反变量、 或 ); 量、反变量、0或1); d.受选通(使能)信号 S 控制,当 S = 0 时有效, 受选通( 控制, 时有效, 受选通 使能) S =1 时,Y=0。 。 3.组合逻辑函数的标准表达式:最小项之和的标准式。 组合逻辑函数的标准表达式: 组合逻辑函数的标准表达式 最小项之和的标准式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
数字电子技术 PPT
课后总结
1.优点
2.调整或改进
复习:译码器的功能分析方法
引入:其它组合电路
3.4 数据选择器及数据分配器
一、数据选择器(MUX)
从多路数据中选择某一路数据输出的逻辑电路称为“数据选择器”,简称MUX,或称“多路调制器”、“多路开关”。MUX相当于一个单刀多掷开关,常用的MUX有2选1、4选1、8选1、16选1等。
1、4选1数据选择器
(1)逻辑符号图:
(2)各管脚作用:
(3)功能表:
(4)逻辑函数表达示
(5)逻辑电路图
2、8选1数据选择器
(1)逻辑符号图:
(2)各管脚作用:(N=2n选1的数据选择器必有n位地址码)
(3)功能表:
(4)逻辑函数表达示:
3、集成数据选择器
1位数据选择器——从“1组”输入数据中选择1路进行传输。如:8选1(如CT74LS151)、16选1(CT74LS150)等。
2015/2016学年第 2 学期
课程名称
数字电子技术
本次内容
3.4 数据选择器和数据分配器
授课班级
----
时 间
第11次
教学课时
/单元课时
/项目课时
2
本次授课
需求分析
学生掌握数据选择器特点,掌握MSI组合逻辑设计方法,教师需要举实例让学生掌握设计方法和思路。
学习目标
知识目标:
掌握数据选择器工作特点。
能力目标:
具备利用数据选择器设计电路的能力。
素质目标:
培养善于观察分析的素质。
课程设计
授课方式(方法、手段)
讲授法和引导法
核心任务:
组合逻辑电路的分析与设计。
教学(学习)设计:
【课前准备】
1.教师准备
PPT 教材
2.学生准备
预习教材
【授课环节设计及时间分配】
教学环节(过程)
教师活动
学生活动
设计意图
时间分配
N位数据选择器——从“N组”输入数据中“各选”1路进行传输。如:2位(双位)4选1数据选择器(如CT74LS153),表示从2组4路输入数据中各选择1路数据进行传输;4位2选1数据选择器(如CT74LS157),表示从4组2路输入数据中各选择1路数据进行传输等。
4、数据选择器的扩展
例:用双4选1数据选择器74LS153连成8选1数据选择器
8路分配器等。数据分配器实际上是译码器的特殊应用,
只要带有使能端的译码器都可以作为数据分配器使用。
例如:用74LS138译码器作为数据分配器,其中译码器的S1作为使能端,S3接低电平,输入A0~A2作为地址端,S2作为数据输入,从Y0~Y7分别得到相应的输出。
利用数据选择器和数据分配器,可以实现在一个数据通道中传送多路数据。
引入译码器
讲授和引导
学习和思考
了解数据选择器
5分钟
四选一数据选择器
讲授
学习
掌握四选一数据选择器特点
10分钟
八选一数据器
讲授
学习
掌握八选一数据选择器特点
10分钟
数据选择器的应用
讲授和引导
学习
掌握数据选择权器设计电路方法
40分钟
练习
引导
学习和练习
巩固数据选择器设计电路方法。
20分钟数据分配器讲授学习5分钟
解:(1)列出8选1的MUX功能表
(2)分析功能表
(3)画出连接图(见教材)
二、数据分配器(DMUX)
数据分配器是数据选择器的逆过程,将一路数据分配到多路单元中去的逻辑电路称为“数据分配器”,或称“多路解调器”、“多路器”。数据分配器也相当于一个单刀多掷开关。
根据输出的个数不同,数据分配器可分为4路分配器、
三、数据选择器的应用
如果将MUX中的地址变量作为逻辑变量,则地址变量就能反映出逻辑函数的最小项,这样就可用MUX来产生逻辑函数。
例:试用8选1数据选择器74LS151产生逻辑函数 。
解:
8选1数据选择器的输出逻辑函数表达示为 将A、B、C代替A3、A2、A1,令D0=D1=D3=D6=1,其余D令为0,可得到逻辑函数。逻辑图为:
小结:数据选择器的应用
作业:P69 四.3