电子线路基础数字电路实验4 数据选择器
数字电路4数据选择器及数值比较器
A0 D10 D11 D12
(1 2
D13
)
S1
1 A
由4选1数据选择器实现
(2) 由8选1数据选择器实现 先将所给逻辑函数写成最小项之和形式，即
Y AB AC ABC ABC AB(C C) AC(B B) ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC 1• ABC 0 • ABC 0 • ABC 0 • ABC
0 D0 D1 D3 D2 1 D4 D5 D7 D6
(3)比较逻辑函数 Y 和 Y 的卡诺图
设 Y = Y 、A = A2、B = A1、C = A0
对比两张卡诺图后得：
D0 D3
= =
D1 = D5 =
D2 = D4 = D6 = D7 =
0 1
(4)画连线图 与代数法所得图相同
用数据选择器实现组合逻辑电路（2）
Y1：输出端
S'1 : 附加控制端
输出端的逻辑式为：
Y1
[D10 A1A0
D11 A1A0
D12 A1 A0
D13
A 1
A0 ]S1
Y1
[D10 A1A0
D11 A1A0
D12 A1 A0
D13
A 1
A0 ]S1
其真值表如下表所示：
Y1 的卡诺图
S1 A1 A0 Y1 1 ×× 0
0 0 0 D10 0 0 1 D11 0 1 0 D12 0 1 1 D13
(2) 具有n 位地址输入的数据选择器，可以产生(n+1) 变量的组合逻辑函数。
例如：对于4选1数据选择器，在S'1＝0时，输出 与输入的逻辑式为:
Y1 D0(A1A0 ) D1(A1A0 ) D2(A1A0 ) D3(A1A0 ) D0m0 D1m1 D2m2 D3m3
数据选择器及其应用实验报告
数据选择器及其应用实验报告数据选择器及其应用实验报告引言：数据选择器是数字电路中常见的一种基本逻辑电路元件，它用于从多个输入信号中选择一个输出信号。
在本次实验中，我们将通过设计和搭建一个数据选择器电路，并探讨其在实际应用中的潜力和限制。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建一个4位数据选择器电路，掌握数据选择器的原理和工作方式，并且了解其在数字电路中的应用。
二、实验器材和材料1. 电路模拟软件：我们选择了Multisim作为实验中的电路模拟软件，它可以帮助我们方便地进行电路设计和模拟。
2. 逻辑门芯片：我们使用了74LS153作为数据选择器的逻辑门芯片，它具有两个4-输入、1-输出的数据选择器。
3. 连接线、电源等辅助材料。
三、实验步骤1. 根据74LS153的逻辑图和引脚功能图，连接电路。
我们将两个74LS153芯片并联，以扩展数据选择器的位数，从而实现4位数据选择器。
2. 使用Multisim软件，设计并搭建电路。
根据74LS153的引脚功能图，将芯片的输入端与信号源相连，输出端与LED灯相连，以便观察电路的输出情况。
3. 对电路进行仿真测试。
通过Multisim软件，输入不同的数据信号，观察LED 灯的亮灭情况，并记录下来。
4. 分析和总结实验结果。
根据实验数据和观察结果，我们将对数据选择器的工作原理和应用进行分析和总结。
四、实验结果与分析在实验中，我们输入了不同的数据信号，观察到LED灯的亮灭情况与输入信号的变化相对应。
这验证了数据选择器的正确工作，并且证明了其在数字电路中的应用潜力。
然而，我们也发现了一些限制和局限性。
首先，数据选择器的位数限制了它能够处理的输入信号的数量。
在本次实验中，我们使用了4位数据选择器，因此只能选择4个输入信号中的一个。
如果需要选择更多的输入信号，我们需要使用更多的数据选择器进行级联。
此外，数据选择器的速度也是一个重要的考量因素。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择适合的数据选择器，以确保其能够满足系统的时序要求。
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。
实验四 译码器和数据选择器
实验四译码器和数据选择器一、实验目的1、熟悉集成译码器。
2、学习集成译码器和数据选择器的应用。
二、实验仪器及器件1、双踪示波器2、实验用元器件①74LS139 2 —4 线译码器1片②74LS153 双4选1 数据选择器1片③74LS00 二输入端四与非门1片三、预习要求1、预习译码器及数据选择器功能；2、熟悉所用集成电路的引线位置。
四、实验内容1、译码器功能测试将74LS139 译码器电路按图2.1 接线，参照表2.1 输入电平，测试输出状态并填入表中。
2、译码器转换将双２－４线译码器转换为３－８线译码器。
⑴画出转换电路图；⑵在实验箱上接线并验证设计是否正确；⑶填写该3-8 线译码器功能表2.2。
3、数据选择器的测试及应用⑴将双4选1数据选择器74LS153 参照图2.3.2 接线，测试其功能并填写表2.3。
⑵将实验箱脉冲信号源中固定连续脉冲4 个不同频率的信号接到数据选择器4 个输入端，输出端1Y 接示波器，选择端（A，B）仍按表 2.3 状态改变，分别观察4种不同频率的脉冲信号。
表2.34、七段数码管译码电路2.3数码管引脚 2.4 译码显示电路如图2.4所示，使用BCD-7译码器CD4511（共阴）与数码管采用共阴极连接，根据ABCD不同的输入，显示不同的输出，将结果记录入下表。
输入输出显示D C B A a b c d e f g0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 11 0 0 01 0 0 1。
实验四 数据选择器及其应用
学生实验报告系别电子工程学院课程名称数字电子技术实验班级11通信1班实验名称数据选择器及其应用姓名钟伟纯实验时间2012年11月15日学号201141302114 指导教师张宗念报告内容一、实验目的和任务1、掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法。
2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。
二、实验原理介绍数据选择是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。
实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。
它的功能相当于一个多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下：图中有四路数据D0~D3，通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中一路数据送至输出端Q。
1、八选一数据选择器74LS15174LS151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端CBA，可选择D0~D7这8个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端Y和反相输出端WN。
其引脚图如下图11-2所示，功能表如下表11-1所示，功能表中‘H’表示逻辑高电平；‘L’表示逻辑低电平；‘×’表示逻辑高电平或低电平：图11-2 74LS151的引脚图表表11-1 74LS151的功能表2、双四选一数据选择器74LS15374LS153数据选择器有两个完全独立的4选1数据选择器，每个数据选择器有4个数据输入端I0~I3，2个地址输入端S0、S1，1个使能控制端E和一个输出端Z，它们的功能表如表11-2，引脚逻辑图如图11-3所示。
其中，EA、EB使能控制端（1、15脚）分别为A路和B路的选通信号，I0~I3为四个数据输入端，ZA（7脚）、ZB（9脚）分别为两路的输出端。
S0、S1为地址信号，8脚为GND，16脚为V CC。
3、用74LS151组成16选1数据选择器用低三位A2A1A0作每片74LS151的片内地址码, 用高位A3作两片74LS151的片选信号。
当A3=0时，选中74LS151(1)工作, 74LS151(2)禁止；当A3=1时，选中74LS151(2)工作, 74LS151(1)禁止，如下图所示。
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。
数电 实验四 数据选择器及其应用 实验报告
数电实验四数据选择器及其应用实验报告一、实验目的1. 了解数据选择器的原理和设计方法；2. 学会使用74LS138和74LS151等多位数据选择器；3. 掌握数据选择器在逻辑电路中的应用。
二、实验器材和器件1. 万用表2. 示波器3. 计算机、PSpice、Multisim4. 实验电路板、电路图5. TTL集成电路：74LS138、74LS151三、实验原理数据选择器(Data Selector)是用于在多个数据中选择一个或者少数几个数据的组合逻辑电路，也叫做多路选择器(Multiplexer)。
数据选择器可用于控制信号的选择，实现对信号进行分时复用、多路数据选通等功能。
常见的数据选择器有8选1、16选1等。
常用的数据选择器有两种类型：1.位选型数据选择器2.数据选型数据选择器1. 位选型数据选择器位选型数据选择器是指选中或分配单元的控制时使用二进制码，用来控制选通信号的输入。
2. 数据选型数据选择器数据选型数据选择器是由一个或多个数据信号为输入，它们与二进制控制信号一起给出n个数据信号的任意线性组合输出，通过对选择信号的控制，能够把其中的一路信号送到输出端。
例如，74LS151是一种8选1数据选择器(DMUX)，它有8个输入端和1个输出端，还有3个控制端。
其中，控制端包括1个使能端(ENABLE)和2个选择端(A、B)。
输入端用来输入8个数据信号，而输出端则输出选择信号。
控制端用来输入控制信号，用来选择哪个输入端的数据信号送到输出端。
对于74LS151，控制信号的值决定了从哪个输入信号读取数据。
A B EN Y0 0 1 I00 1 1 I11 0 1 I21 1 1 I30 0 0 Z对于74LS138，3个控制信号的值决定了哪个输入信号将被传输到输出端口。
当输出选通(ENABLE=1)时，选通输出的某一输入的高电平(或低电平)基本上与输入选通指定的控制端台，关心。
实验4.2：8位数字式LED显示器应用通过构建逻辑电路，使用74LS151实现8位数码管的控制。
实验四 数据选择器及其应用
实验四数据选择器及其应用一、实验目的1、掌握中规模集成数据选择器的逻辑功能及使用方法2、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法二、实验原理数据选择器又叫“多路开关”。
数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。
数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图4－1所示，图中有四路数据D0～D3，通过选择控制信号 A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Q。
图4－1 4选1数据选择器示意图图 4－2 74LS151引脚排列数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。
数据选择器的电路结构一般由与或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。
1、八选一数据选择器74LS15174LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图4－2，功能如表4－1。
选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。
1）使能端S＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。
2）使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0～D7中某一个通道的数据输送到输出端Q。
如：A2A1A0＝000，则选择D0数据到输出端，即Q＝D0。
如：A2A1A0＝001，则选择D1数据到输出端,即Q＝D1，其余类推。
2、双四选一数据选择器 74LS153所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。
引脚排列如图4－3，功能如表4－2。
图4－3 74LS153引脚功能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；Q 1、Q 2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，Q ＝0。
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实验四数据选择器
一、实验目的
1. 熟悉中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。
2. 学习用集成数据选择器进行逻辑设计。
二、实验原理
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上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。
中规模集成芯片74LS153为双四选一数据选择器，引脚排列如图7—1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，G为工作状态选择端(或称使能端)。
74LS153的逻辑功能如表7—1所示，当1
=G
G时电路不工作，此
1=
2
)
(
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(
=G
G时，电路正常工作，被选择的数据送到输出端，如A1A0=01，则选1=
)
2
中数据D1输出。
图7—1 图7—2
表7—1
当G =0时，74LS153的逻辑表达式为
中规模集成芯片74LS151为八选一数据选择器，引脚排列如图7—2所示。
其中D 0—D 7为数据输入端，)(Y Y 为输出端，A 2、A 1、A 0为地址端，74LS151的逻辑功能如表7—2所示。
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。
用数据选择器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。
表7—2
例：用八选一数据选择器实现逻辑函数
CA BC AB F +==
D
A A D A A D A A D A A Y 3
1
2
1
1
1
1
+++=
D
A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A Y 7
2
6
1
2
5
1
2
4
1
2
3
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
+++
++++=
写出F的最小项表达式
+
F+
+
+
=
+
=
AB
C
A B C
A B C
BC
AB
BC
CA
A
先将函数F的输入变量A、B、C加到八选一的地址端A2、A1、A0，再将上述最小项表达式与八选一逻辑表达式进行比较(或用两者卡诺图进行比较)不难得出
D0=D1=D2=D4=0
D3=D5=D8=D7=1
图7—3为八选一数据选择器实现F=AB+BC+CA的逻辑图。
如果用四选一数据选择器实现上述逻辑函数，由于选择器只有两个地址端A1、A0，而函数F有三个输入变量，此时可把变量A、B、C分成两组，任选其中两个变量(如A、B)作为一组加到选择器的地址端，余下的一个变量(如C)作为另一组加到选择器的数据输入端，并按逻辑函数式的要求求出加到每个数据输入端D0—D7的C的值。
选择器输出Y便可实现逻辑函数F。
当函数F的输入变量小于数据选择器的地址端时，应将不同的地址端及不用的数据输入端都接地处理。
三、实验设备与器件
1. EEL—08组件
2. 双四选一数据选择器74LS153×1(或CC4512×1)
八选一数据选择器74LS151×1（或CC4539×1）
图7—3 图7—4
四、实验内容
1. 测试74LS153双四选一数据选择器的逻辑功能
地址端、数据输入端、使能端接逻辑开关，输出端接0—1指示器。
按表7—1逐项进行功能验证。
2. 用74LS153实现下述函数 (1)构成全加器
全加器和数S n 及向高位进位数C n 的逻辑方程为
图7—4为用74LS153实现全加器的接线图，按图连接实验电路，测试全加器的逻辑功能，记录之。
(2)构成三人表决电路
按自己设计用四选一构成三人表决电路接线，测试逻辑功能记录之。
(3)构成函数C A B C A F ++=
3. 测试74LS153八选一数据选择器的逻辑功能 按表7—2逐项进行功能验证。
4. 用74LS153实现下述函数 (1)三人表决电路
按图7—3接线并测试逻辑功能。
(2)B A B A F +=
按自己设计电路进行实验。
五、实验报告
1. 总结74LS153和74LS151的逻辑功能
2. 总结用数据选择器构成全加器的优点，并与实验四进行比较；
3. 论证自己设计各逻辑电路的正确性及优缺点。
六、预习要求
1. 复习数据选择器有关内容。
2. 设计用四选一数据选择器实现三人表决电路。
画出接线图，列出测试表格。
3. 设计用八选一数据选择器实现三人表决电路。
画出接线图，列出测试表格。
4. 设计用四选一实现C A B C A F ++=画接线图，列测试表格。
5. 设计用八选一实现B A B A F +=画接线图，列测试表格。
6. 怎样用四选一数据选择器构成十六选一电路。
c c c c s n n n n n
AB B A B A B A 1
111----+++=C C C C C
n n n n n
AB AB B A B A 1
111----+++=。