数字电路实验报告——数据选择器
实验四 数据选择器及应用
实验四数据选择器及应用一、实验目的（1）掌握采用中规模集成器件设计组合逻辑电路的方法。
（2）掌握数据选择器的工作原理。
（3）测定数据选择器的逻辑功能。
（4）设计并验证用数据选择器实现逻辑函数。
二、预习要求（1）掌握数据选择器的工作原理。
（2）掌握用数据选择器实现逻辑函数的设计原则。
（3）片选端E'起什么作用？E'为何值时，选择器正常工作。
（4）如何用卡诺图分离出多余的变量？三、实验器材（1）实验仪器：数字电路实验箱、万用表；（2）实验器件：74LS00、74LS32、74LS153、74LS151；四、实验原理以前所讨论的组合电路设计方法常称“四步法”，即列真值表，写出逻辑函数，简化逻辑函数和画逻辑图。
一般只在使用小规模集成器件时使用。
在中、大规模集成电路出现之后，逻辑设计方法有很大的改变。
即可用中规模集成器件设计组合逻辑网络。
1. 数据选择器的工作原理在数字信息的传输过程中，有时按要求从多路并行传送的数据中选通一路送到唯一的输出线上，形成总线传输。
这时要用到数据选择器（多路转换器，可简称为MUX），逻辑符号如图4-1（a）所示。
其功能类似于单刀多掷开关，如图4-1（b）所示。
由图4-1（a）看出，数据选择器有n条地址线，2n个输入线，一条输出线。
其功能是根据地址线编码从2n个输入信号中选用一个信号输出。
即可以把它看成二进制编码的可控开关，由编码控制选通信息，如图4-1（b）所示。
（a ）数据选择逻辑符号 （b ）单刀多掷开关图4-1 数据选择器图4-2是4选1数据选择器。
图中1A 、0A 是地址变量，由地址代码来选择数据通道；0123D D D D 是输入信号；F 是输出信号；E '是使能端或片选端，低电平有效。
当E '为低电平时，数据选择器正常工作；E '为高电平时，数据选择器禁止工作。
数据选择器的功能如表4-1所示。
（a ）电路 （b ）逻辑符号图4-2 4选1数据选择器表4-1 4选1 MUX 功能表由表4-1可写出输出F 的表达式如下：⎩⎨⎧+++==30120110100''''0D A A D A A D A A D A A F F 时时01='='E E 由表可看出，当1='E 时，输出0F =；当0='E 时，0001=A A 时，0D F =，相当于开关与0D 接通；0101=A A 时，1D F =，相当于开关与1D 接通；1001=A A 时，2D F =，相当于开关与2D 接通；1101=A A 时，3D F =，相当于开关与3D 接通。
VHDL实验报告 四选一数据选择器的设计
五、实验步骤
4、对设计文件进行仿真
1）选择File--New，在弹出的对话框中选择Vector Waveform File，点击OK按 钮，打开进入一个空的波形编辑器窗口。
2）设置仿真结束时间，波形编辑器默认的仿真结束时间为 1µS，根据仿真需 要，可以自由设置仿真的结束时间（本次设置的为1ms）。选择 QUARTUSII 软件的 Edit--
的 Fie>Save进行保存。
5）指定仿真器设置，在仿真过程中有时序仿真和功能仿真之分，在这里介绍 功能仿真。在 QUARTUSII软件中选择 Processing>Simulator Tool 命令，打开仿真器工具 窗口，如下图所示。
按图上的提示，首先产生功能仿真网表文件（在simulation
mode后选择
二、实验目的
1、熟悉四选一数据选择器的工作原理。 2、进一步掌握VHDL顺序语句和并行语句的使用。 3、进一步熟悉QUARTUSⅡ软件的使用方法和VHDL输入的全
过程。
三、实验原理
在数字系统中常需要将多路数据有选择地分别传送到公共 数据线上去，完成这一功能的逻辑电路称为数据选择器。 数据选择器是一种通用性很强的中规模集成电路，它的用 途很广。
3）点击 Add Hardware 按钮，出现 Add Hardware 对话框，在 Add Hardware 对话 框中，从 Hardware type 列表中选择所需要硬件类型，如果是 USB 接口的请参照用户使用手册 中的 USB 电缆的安装与使用，如果使用的是并口下载线则选取如下图 所示的硬件类型，点击 OK按钮，完成对硬件类型的设置。回到编程器硬件设置窗口， 点击 Close 按钮退出设置。则在 编程器对话框中的编程硬件类型会出现刚才选取的编程器硬件。
数字电路实验报告-4选1数据选择器及其应用
电学实验报告模板实验原理数据选择器的功能类似一个单刀多掷开关,如图1所示。
数据选择器在地址码的控制下，从多路数据输入中选择其中一个并将其送到一个公共的输出端。
图1 数据选择器示意图1. 4选1数据选择器图2 4选1数据选择器及其逻辑图2所示为4选1数据选择器及其逻辑。
该电路有4路输入数据和为地址输入。
为使能控制端，当时，数据选择器正常工作；当时，数据选择器的输出被锁定在“0”，不能选择。
由图2（b）可以得到该数据选择器的逻辑函数式为(1)2. 用4选1数据选择器扩展成8选1数据选择器8选1数据选择器有8路数据输入，3位地址输入。
如果用4选1数据选择器实现8选1，需要2片4选1数据选择器，如图所示。
其中,是通过4选1数据选择器的使能控制端接入的。
由图5并根据式（1），可以得到显然实现了8选1的逻辑功能。
图5 用4选1数据选择器扩展成8选1数据选择器实验仪器实验内容及步骤1. 测试和验证74HC153的逻辑功能（1）集成电路芯片74HC153引脚图74HC153是双4选1数据选择器，芯片内部包含两个独立的、完全相同的4选1数据选择器。
图7-5所示为引脚图。
每一个4选1数据选择器都设置了一个使能控制端。
两个4选1数据选择器共享地址输入端。
图6 74HC151引脚图（2）测试和验证74HC153的逻辑功能按图7连接电路。
实验数据记录在表7-1。
验证74HC153的逻辑功能。
图7 测试74HC151的逻辑功能实验电路表1（3）用一片74HC153扩展成8选1数据选择器图8 74HC153扩展成8选1数据选择器实验电路按图8连接电路。
实验数据记录在表2。
验证电路的逻辑功能。
表2实验结果及分析1.实验结果2.分析该实验结果表明74HC153元件实现了4选1的数据选择功能74HC153与74LS00两个4选1数据选择器拓展实现了8选1的逻辑功能实验结论1.74HC153具有4选1逻辑功能，能够实现数据选择，其有4路输入数据D0、D1、D2、D3，A0、A1为地址输入，为使能控制端，当时，数据选择器正常工作；当时，数据选择器的输出被锁定在“0”，不能选择。
实验二、数据选择器及其应用
实验二 数据选择器及应用一、实验目的1、掌握数据选择器的工作原理及逻辑功能。
2、熟悉74LS153和74LS151的引脚排列和测试方法。
3、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
二、预习要求1、复习组合逻辑电路的分析方法及设计方法。
2、了解数据选择器的原理及功能。
3、阅读本实验的实验原理和测试方法。
三、实验内容1、中规模集成芯片74LS153、74LS151逻辑功能的验证。
2、用双四选一数据选择器74LS153实现八选一数据选择器。
3、用八选一数据选择器74LS151实现函数电路。
4、自行设计题目。
四、实验原理与测试方法数据选择器又称多路转换器或多路开关，其功能是把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。
类似一个多掷开关，如图2.1所示。
图中有四路数据D 0 ～ D 3通过选择控制信号A 1、A 0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Y 。
一个n 个地址端的数据选择器，具有2n 个数据选择 功能。
例如：数据选择器（74LS153），n = 2，可完成四选一的功能；数据选择器（74LS151），n = 3，可完成八选一的功能。
1、实验原理（1）双四选一数据选择器74LS153的功能。
双4选1数据选择器就是在一片集成芯片上有两个4选1数据选择器。
集成芯片引脚排S 1、S 2为两个独立的使能端；A 1、A 0为公用的地址输入端；1D 0～1D 3和2D 0～2D 3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端； 1Y 、2Y 为两个输出端。
（1）当使能端S 1（S 2）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Y ＝ 0。
（2）当使能端S 1（S 2）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A 1、A 0的状态，将相应的数据D 0～D 3送到输出端1Y 、或2Y 。
其逻辑函数式为： )()()()(013012011010A A D A A D A A D A A D Y +++= 例如：A 1A 0＝00 则选择D O 数据到输出端，即Y ＝ D 0。
数据选择器实验报告.docx
实验三数据选择器实验人员：班号：学号：一、实验目的(1) 熟悉并掌握数据选择器的功能。
(2) 用双4选1数据选择器74LS153设计出一个16选1的数据选择器。
(3) 用双4选1数据选择器74LS153 设计出一个全加法器。
二、实验设备数字电路实验箱，74LS00，74LS153。
三、实验内容(1) 测试双4选1数据选择器74LS153的逻辑功能。
74LS153含有两个4选1数据选择器，其中A0和A1为芯片的公共地址输入端，Vcc 和GND分别为芯片的公共电源端和接地端。
Figure1为其管脚图：Figure 11Q=A1A01D0+A1A0?1D1+A1A0?1D2+A1A0?1D32Q=A1A02D0+A1A0?2D1+A1A0?2D2+A1A0?2D3按下图连接电路：Figure 2(2) 设某一导弹发射控制机构有两名司令员A、B和两名操作员C、D，只有当两名司令员均同意发射导弹攻击目标且有操作员操作，则发射导弹F。
利用所给的实验仪器设计出一个符合上述要求的16选1数据选择器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。
思路：由于本实验需要有四个地址输入端来选中16个数据输入端的地址之中的一个，进而实现选择该数据输入端中的数据的功能，即16选1。
而公共的A0、A1两个地址输入端和S使能端（用于片选，已达到分片工作的目的，进而扩展了一位输入）一共可以提供三个地址输入端，故需要采用降维的方法，将一个地址输入隐藏到一个数据输入端Dx 中。
本实验可以降一维，也可以降两位。
由于两位比较复杂，本实验选择使用降一维的方式。
做法：画出如应用题中实现所需功能的卡诺图：将D 降到数据输入端中。
对应的卡诺图如下：其中，“1”表示高电平，“0”表低电平，均由开关上下拨动来控制；A 、B 、C 、D 分别为题中的两个司令员的同意情况和两个操作员的操作情况；F 为导弹发射情况，将F 接到小灯上即可。
电路如Figure 3所示（图中Cx 即Dx，后面的图均为如此）：Figure 3(3) 用74LS00与74LS153设计一位全加器，并用数字电路实验箱上的小灯和开关组合表达实验结果。
译码器和数据选择器实验总结
译码器和数据选择器实验总结译码器和数据选择器实验总结本实验主要内容为熟悉译码器和数据选择器的原理和操作，大致内容如下：一、简介译码器是一种将二进制输入信号转换成更加易读的输出信号的电路，其中包括多路译码器、十位译码器、编码器等。
数据选择器通常出现在计算机系统中，该器件的作用是将多种输入信号转换成一种指定的输出信号。
二、原理1.译码器原理译码器是一种将二进制、十六进制等格式的数字信号转换成常见的按键输入信号信号的电路，它由一组控制端、一组输出端以及一个多位的数据输入端所组成。
当某一组特定的输入条件出现时，译码器会将这组特定输入条件转换成一组不同的输出信号，而其他的输入条件则不会产生任何的输出信号。
2.数据选择器原理数据选择器是一种将输入信号的取值从多种多样的可能范围内取出其中的一种，然后将输出信号的取值传送到输出端的一种电路，它具有输入、输出和控制三端。
在数据选择器的运行过程中，当控制端取得特定的值时，数据选择器会从多个输入端中提取出对应的输入值输出到输出端，而当控制端取得不同的值时，数据选择器会从多个输入端中提取出不同的输入值输出到输出端。
三、实验1.译码器实验本实验采用74LS138作为译码器，实验目的是通过对其输入端和输出端的测试，得出译码器的功能特性和工作原理。
经过实验，发现，译码器将输入信号x、y、z的二进制信号转换成由8个输出信号(A、B、C、D、E、F、G、H)组成的更加易读的信号，当某一组特定的输入信号出现时，该特定的输入条件转换成一组不同的输出信号，而其他的输入条件则不会产生任何的输出信号。
2.数据选择器实验本实验采用CD4567作为数据选择器，实验目的是通过使用数据选择器，观察输入信号和输出信号，实现指定的信号的转换。
经过实验，发现，当控制端取得特定的值时，数据选择器会从多个输入端中提取出对应的输入值输出到输出端，而当控制端取得不同的值时，数据选择器会从多个输入端中提取出不同的输入值输出到输出端，这样的控制能够实现输入信号和输出信号之间的转换。
四选一数据选择器实验报告
四选一数据选择器11微电子黄跃1117426021【实验目的】1．四选一数据选择器，2．学习V erilog HDL文本文件进行逻辑设计输入；3．学习设计仿真工具modelsim的使用方法；【实验内容】1. 实现四选一数据选择器的“V erilog ”语言设计。
2. 设计仿真文件，进行验证。
【实验原理】数据选择器又称为多路转换器或多路开关，它是数字系统中常用的一种典型电路。
其主要功能是从多路数据中选择其中一路信号发送出去。
所以它是一个多输入、单输出的组合逻辑电路。
4选1数据选择器的元件符号如图一所示，其中D0、D1、D2、D3是4位数据输入端，A0和A0是控制输入端，Y是数据输出端。
当A1A0=00时，输出Y=D1；A1A0=01时，Y=D1；A1A0=10时，Y=D2；A1A0=11，Y=D3。
由真值表写出输出逻辑表达式301201101001)()()()(D A A D A A D A A D A A F +++=由逻辑表达式做出逻辑电路图。
【程序源代码】module mux4_1(sel,in,out);input [1:0] sel;input [3:0] in;output out;reg out;always@(sel or in) begincase ({sel[1],sel[0]})2'b00: out=in[0];2'b01: out=in[1];2'b10: out=in[2];2'b11: out=in[3];default: out=1'bx;endcaseendEndmodule测试程序代码如下：module test_mux4_1;reg [1:0] S;reg [3:0] IN;wire Y;mux4_1 M1(.sel(S),.in(IN),.out(Y));always #10 IN[0]=~IN[0];always #20 IN[1]=~IN[1];always #40 IN[2]=~IN[2];always #80 IN[3]=~IN[3];initialbegin S=1'b0;IN=4'h0;#100 $stop;endalways #10 S=S+1;endmodule【仿真和测试结果】【实验心得和体会】这次实验与上次相比有明显的进步，通过这次实验我对modelsim的应用更加得心应手，深切的体会到了verilog是一种描述性语言，这次实验总的来说是比较顺利的，但在实验过程中还是遇到了一些问题，比如端口的匹配问题，在写程序的时候误将位宽写在了变量名的后面，虽然程序能够运行但有警告，仿真波形是错误的，可见在写程序时警告有时也是致命的，这要求我们在学习的过程中思想一定要严谨！其次在做实验时一定要多想，例如在学习这门课时，书上说在模块外部输入可以是wire型或reg型，但在写程序时激励模块往往要初始化数据，所以编程时其类型往往声明为reg型，通过这个例子我明白了书上所说的有时往往是一个比较笼统的，而更多的需要我们自己去实践、探索、勤思考，只有这样我们才能把书本上的知识转化为属于我们自己的知识，才能在学习的道路上走的更远！原文已完。
数字电路实验报告——数据选择器
第八次实验报告 实验六 数据选择器一、实验目的要求1、 熟悉中规模集成电路数据选择器的工作原理与逻辑功能2、 掌握数据选择器的应用 二、实验仪器、设备直流稳压电源、电子电路调试器、T4153、CC4011 三、实验线路、原理框图 (一)数据选择器的基本原理数据选择器是常用的组合逻辑部件之一，它有若干个输入端，若干个控制输入端及一个输出端。
数据选择器的地址变量一般的选择方式是：（1） 选用逻辑表达式各乘积项中出现次数最多的变量（包括原变量与反变量），以简化数据输入端的附加电路。
（2） 选择一组具有一定物理意义的量。
（二）T4153的逻辑符号、逻辑功能及管脚排列图（1）T4153是一个双4选1数据选择器，其逻辑符号如图1：图1（2） T4153的功能表如下表其中D0、D1、D2、D3为4个数据输入端；Y 为输出端；S 是使能端，在S 是使能端，在原SJ 符号S =0时使能，在S =1时Y=0；A1、A0是器件中两个选择器公用的地址输入端。
该器件的逻辑表达式为：Y=S （1A 0A 0D +101D A A +201D A A +301A A A ） （3） T4153的管脚排列图如图2图2（三）利用T4153四选一数据选择器设计一个一位二进制全减器的实验原理和实验线路（1）一位二进制全减器的逻辑功能表见下表：n D =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C n C =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C=n A n B 1-n C +n A n B +n A n B 1-n C（3）根据全减器的逻辑功能表设计出的实验线路图为图3：S 11D 3 1D 2 1D 1 1D 0 1Y图3（四）利用4选1数据选择器设计出一个表示血型遗传规律的的电路的实验原理和实验线路O=D C B A +D C B A +D C B A +D C B A +D BC A +D C AB =D C B A +D B A +D B A +D C AB =D C B A +D B A +D B A +D C ABA=D C B A +D C B A +D C B A +CD B A +D C AB +D C B A +D C B Ann=D B A +B A +CD B A +D C ABB=D C B A +D C B A +D BC A +CD B A +D C AB +D C B A +D C B A =D B A +D C B A +D C B A +D C AB AB=D C B A +D C AB +D C B A +D C B A =D C B A +D C B A +D C B A +D C AB （4） 其实验线路图为图4：图4四、实验方法步骤（一） 测试T4153的逻辑功能按图2接线，测试结果符合T4153功能表（二） 利用T4153四选一数据选择器设计一个一位二进制全减器 按图3接线，测试结果符合一位二进制全减器功能表（三） 利用4选1数据选择器设计出一个表示血型遗传规律的的电路 本实验只连接测试表示A 血型遗传规律的电路，其实验线路如下图所示：图5测试结果如下：D C C。
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第八次实验报告 实验六 数据选择器
一、实验目的要求
1、 熟悉中规模集成电路数据选择器的工作原理与逻辑功能
2、 掌握数据选择器的应用 二、实验仪器、设备
直流稳压电源、电子电路调试器、T4153、CC4011 三、实验线路、原理框图 (一)数据选择器的基本原理
数据选择器是常用的组合逻辑部件之一，它有若干个输入端，若干个控制输入端及一个输出端。
数据选择器的地址变量一般的选择方式是：
（1） 选用逻辑表达式各乘积项中出现次数最多的变量（包括原变量与反变量），以简
化数据输入端的附加电路。
（2） 选择一组具有一定物理意义的量。
（二）T4153的逻辑符号、逻辑功能及管脚排列图
（1）T4153是一个双4选1数据选择器，其逻辑符号如图1：
图1
（2） T4153的功能表如下表
其中D0、D1、D2、D3为4个数据输入端；Y 为输出端；S 是使能端，在S 是使能端，在
原SJ 符号
S =0时使能，在S =1时Y=0；A1、A0是器件中两个选择器公用的地址输入端。
该器件的
逻辑表达式为：
Y=S （1A 0A 0D +101D A A +201D A A +301A A A ） （3） T4153的管脚排列图如图2
图2
（三）利用T4153四选一数据选择器设计一个一位二进制全减器的实验原理和实验线路
（1）一位二进制全减器的逻辑功能表见下表：
n D =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C n C =n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C +n A n B 1-n C
=n A n B 1-n C +n A n B +n A n B 1-n C
（3）根据全减器的逻辑功能表设计出的实验线路图为图3：
S 11D 3 1D 2 1D 1 1D 0 1Y
图3
（四）利用4选1数据选择器设计出一个表示血型遗传规律的的电路的实验原理和实验线路
O=D C B A +D C B A +D C B A +D C B A +D BC A +D C AB =D C B A +D B A +D B A +D C AB =D C B A +D B A +D B A +D C AB
A=D C B A +D C B A +D C B A +CD B A +D C AB +D C B A +D C B A
n
n
=D B A +B A +CD B A +D C AB
B=D C B A +D C B A +D BC A +CD B A +D C AB +D C B A +D C B A =D B A +D C B A +D C B A +D C AB AB=D C B A +D C AB +D C B A +D C B A =D C B A +D C B A +D C B A +D C AB （4） 其实验线路图为图4：
图4
四、实验方法步骤
（一） 测试T4153的逻辑功能
按图2接线，测试结果符合T4153功能表
（二） 利用T4153四选一数据选择器设计一个一位二进制全减器 按图3接线，测试结果符合一位二进制全减器功能表
（三） 利用4选1数据选择器设计出一个表示血型遗传规律的的电路 本实验只连接测试表示A 血型遗传规律的电路，其实验线路如下图所示：
图5
测试结果如下：
D C C。