实验四 数据选择器及其应用
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。
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实验目的：
本实验的目的是通过实现数据选择器的功能，加深对于数字电路的理解，并提升对于数字电路实现的实践能力。
实验原理：
数据选择器是一种能够从多个数据信号中选择特定信号输出的数字电路，通常它有一个或多个数据输入线、一个或多个控制输入线、一个输出线和一个使能输入线。
在数据选择器输出线上的输出值，取决于控制输入线上的值以及选择从哪一个数据输入线接收数据信号。
在本次实验中，我们使用的是双二选一的数码开关。
“双”指的是它一共有两个信道供选择，“二选一”则代表只会选择其中一个信道作为输出。
实验步骤：
1.根据实验原理和实验材料的提供，搭建实验电路。
2.设置信号源，对选择器进行输入数据和控制信号的测试。
3.根据信号源输出的数据，通过实验电路计算出数据选择器输出的结果。
4.逐一更改控制信号的值，反复测试并记录数据。
并对实验记录进行整理和比较分析，以达到理解、检验和加深对数据选择器的认识。
实验结果：
在实验中我们完成了数据选择器的搭建和调试，并通过多次实验数据的记录与比较，成功实现了数据选择器的功能。
实验结论：
通过本次实验，我们深入学习了数据选择器的工作原理和实现方式，并从中进一步了解了数字电路的基本概念和实现方式。
通
过反复实验和分析，我们成功完成了数据选择器的功能调试，提升了我们的实践能力和对数字电路的理解。
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。
数据选择器及应用
图2–4–2用两个4选1数据选择器实现一位全加器
（2）变并行码为串行码电路
将并行码送至数据选择器的信号输入端， 使数据选择器的控制信号按一定的编码顺 序依次变化，即可获得串行码输出。
实验参考电路： 实验参考电路：
4选1数据选择器扩展成8选1数据选择器的 数据选择器扩展成8 电路
实验预习要求： 实验预习要求：
•图2–4–4脉冲序列
实验报告要求 ：
（1）每个实验任务都要写出设计过程，画 每个实验任务都要写出设计过程， 出逻辑电路图。 出逻辑电路图。 写出实验步骤和测试方法。 （2）写出实验步骤和测试方法。 附有实验记录， （3）附有实验记录，并对结果进行分析讨 论。
实验思考题： 实验思考题：
（1）如何利用数据选择器的选通和选择输 入的灵活连接， 数据选择器扩展为8 入的灵活连接，将4选1数据选择器扩展为8 数据选择器或16选 数据选择器。 选1数据选择器或16选1数据选择器。 （2）数据选择器还可用作产生一个固定的 脉冲序列，请设计一个能产生如下图2 脉冲序列，请设计一个能产生如下图2–4–4 所示的脉冲序列。 所示的脉冲序列。
ST1 ( ST2 )
1 ０ ０ ０ ０
A1
× ０ ０ １ 1
A0
× 0 1 ０ 1
Y1
0 D10 D11 D12 D13
（Y2）
( 0) (D20) (D21) (D22) (D23)
由上表所示，可以写出函数表达式：
其中D 其中 D0~D3 为 4 路数据输入端 。 A1A0 为输入地 路数据输入端。 址代码，可组成四种状态：“00” 址代码，可组成四种状态：“00”，“01”，“10”， 01” 10” “ 11” ， 依次对应选择 D0 ， D1 ， D2 ， 和 D3 。 为选 11” 依次对应选择D 通输入端或称使能端， 通输入端或称使能端 ， 它的作用是控制数据选择器 处于“工作” 处于“工作”或“禁止”的状态，低电平有效。Y为 禁止”的状态，低电平有效。 选择输出端。 选择输出端 。 数据选择器的应用非常广泛：利用选 通输入端进行选择对象数量的扩展；实现逻辑函数； 变并行码为串行码电路(并入串出) 变并行码为串行码电路(并入串出)等。
数据选择器及应用
数据选择器及应用一、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法二、原理说明数据选择器又叫“多路开关”，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，其功能类似一个多掷开关，如图8-2-3-1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。
数据选择器是目前逻辑设计中应用较为广泛的组合逻辑部件，常见电路有2选1、4选1、8选1、16选1等。
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8-2-3－2，功能如表8-2-3－1。
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，为使能端，低电平有效。
图8-2-3－1 4选1数据选择器示意图图8-2-3－2 74LS151引脚排列表8-2-31 74LS151功能表输入输出A2 A1 A0 Q1 × × × 0 10 0 0 0 D00 0 0 1 D10 0 1 0 D20 0 1 1 D30 1 0 0 D40 1 0 1 D50 1 1 0 D60 1 1 1 D71.使能端＝1时，不论A2～A0状态如何，均无输出（Q＝0，＝1）多路开关被禁止。
1.使能端＝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8-2-3－3，功能如表8-2-3－2。
、为两个独立的使能端；A1、A0为公用的地址输入端；1D0～1D3和2D0～2D3分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q1、Q2为两个输出端。
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。
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一、 实验目的1．学习数据选择器逻辑功能测试方法。
2. 了解中规模集成数据选择器的逻辑报告。
3. 熟悉利用数据选择器构成任意逻辑函数的方法。
4. 了解数据选择器的扩展方法。
二、 实验设备和器件1、数字逻辑电路实验板 1 块2、74HC(LS)00（四二输入与非门） 1 片3、74HC(LS)153（双四选一数据选择器） 1 片三、 实验原理1、双四选一数据选择器74HC153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。
引脚排列如图所示1S -、2S -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为两个输入端。
（1）当使能端1S -（2S -）=1时，多路开关被禁止，无输出，Q=0.（2）当使能端1S -（2S -）=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Q 。
该电路的表达式：Y=A -1A -0D 0+A -1A 0D 1+A 1A -0D 2+A 1A 0D 3 2、数据选择器的应用用数据选择器实现逻辑函数，方法和译码器相似，只是将出现的最小项对应的数据端接入高电平，未出现的接低电平，将地址端作为自变量的输入端，则可以实现。
3、实验用器件管脚介绍1、74HC(LS)00（四二输入与非门）管脚如下图所示。
2、74HC(LS)153（双四选一数据选择器）管脚如下图所示。
四、 实验内容与步骤1、测试双四选一数据选择器的逻辑功能（基本命题）在试验箱上接线，地址端A 1、A 0、数据端D 0~D 3、使能端1S -接逻辑开关，在数据端D 0~D 3分别输入不同的信号:高电平、低电平、频率为1hz 的方波和频率为10hz 的方波。
其中输出端Y 接逻辑电平显示器，按74HC153功能表逐项进行测试，将测试结果填入下表中3、用双四选一数据选择器74HC153构成八选一数据选择器 参照下图搭接电路，并观察电路的功能。
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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74LS151
74LS151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74LS153
74LS153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。
4、数据选择器的应用
用74LS153实现逻辑函数ABC
Y+
+
+
=
BC
A
A
AB
C
C
B
函数Y有三个输入变量A、B、C,而数据选择器有两个地址输入端S1、S0，少于3个。
可考虑把数据输入端作为变量之一，如图11-5实现了函数Y的功能。
即将A、B分别接选择器的地址端S1、S0，并令I0=0，I1=I2=C。
5、实验设备与器材
1）数字逻辑电路实验箱。
2）数字万用表。
3）芯片74LS151、74LS153、74LS04、74LS08、74LS32。
三、实验内容和数据记录
1.测试74LS151的逻辑功能
在数字逻辑电路实验箱IC插座模块中找一个DIP16的插座插上芯片74LS151，并在DIP16插座的第8脚接上实验箱的地（GND），第16脚接上电源（VCC）。
将74LS151的输出端Z接到发光二极管上（逻辑电平显示单元），自己接线，按74LS151的真值表逐项进行测试，记录测试结果。
地址码输入数据输入数选输出
C B A GN D0D1D2D3D4D5D6D7Y WN ××× 1 ××××××××0 0
0 0 0 0 1 ××××××× 1 0
0 0 1 0 × 1 ×××××× 1 0
0 1 0 0 ×× 1 ××××× 1 0
0 1 1 0 ××× 1 ×××× 1 0
1 0 0 0 ×××× 1 ××× 1 0
1 0 1 0 ××××× 1 ×× 1 0
1 1 0 0 ×××××× 1 × 1 0
1 1 1 0 ××××××× 1 1 0
2、测试74LS153的逻辑功能
测试方法与步骤同上，记录测试结果。
地址码输入 数据输入
输出 S 0 S 1 E I 0 I 1 I 2 I 3 Z × × 1 × × × × 0 0 0 0 0 × × × 0 0 0 0 1 × × × 1 1 0 0 × 0 × × 0 1 0 0 × 1 × × 1 0 1 0 × × 0 × 0 0 1 0 × × 1 × 1 1 1 0 × × × 0 0 1
1
×
×
×
1
1
2. 用两片74LS153组成8选1数据选择器 设计原理及方法：
1）1S 、A1、 A0作为地址码输入端，形成000~111八个状态。
2）2Y 、1Y 的“或”逻辑作为输出端Y ； 3）1D0~2D3作为8个数据输入端；
4）○11S=‘0’ ，1Y 正常工作， 输出 1Y=1Di ；因2S=“1”， 2Y 不工作。
○2 1S=‘1’ ，1Y 不工作， 因2S=“0”， 2Y 正常工作，输出 2Y=2Di 。
5）其中，Y=1Y+2Y 。
所以，逻辑电路图如下：
V CC 2S A 0 2D 32D 22D 12D 0 2Y &
1
1S A 1 1D 31D 2 1D 11D 01YG ND
按上图接线，自己设计，灵活利用逻辑电平输出拨位开关。
记录结果并分析。
根据实验测量及仿真，可得该电路的逻辑功能表如下：
16 11 10 9
1 2 3 4 5 6 7 8
1
1
1
地址码输入数据输入1 数据输入2 数选输出
1S A1A01D01D11D21D32D02D12D22D31Y 2Y Y
0 0 0 1D0×××××××1D00 1D0
0 0 1 ×1D1××××××1D10 1D1
0 1 0 ××1D2×××××1D20 1D2
0 1 1 ×××1D3××××1D30 1D3
1 0 0 ××××2D0×××0 2D02D0
1 0 1 ×××××2D1××0 2D12D1
1 1 0 ××××××2D2×0 2D22D2
1 1 1 ×××××××2D30 2D32D3 3.用8选1数据选择器74LS151设计三输入多数表决电路。
_ _ _
因为：Y=CBA+C BA+CB A+CBA
=m3+m5+m6+m7
所以：D3=D5=D6=D7="1" D0=D1=D2=D4="0"
电路图
4.试用数据选择器74151实现全加器电路，画出电路连线图，并通过仿真验证其功能。
_ _ _
因为：Ci=ABC+ABC+AB C+ABC
=m3+m5+m6+m7
所以：D3=D5=D6=D7="1" D0=D1=D2=D4="0"
_ _ _ _ _ _
因为：S= ABC+ ABC+A BC+ABC
=m1+m2+m4+m7
所以：D1=D2=D4=D7="1" D0=D3=D5=D6="0"
四、实验结论与心得
通过该实验实验可以培养我们的动手能力和对数字电路的理解。
74ls151中，abc输入与D0至D7输入一致时，Y输出高电平，二极管被点亮。
经检验，符合真值表，达到数据选择的作用。
74ls153为双四选一数据选择器，几多一个非门和或门可以组成数据比较器。
经验证，符合书中的真值表。
校验了真值表，能更好的掌握相关芯片的知识，了解其用途。
成绩教师签名批改时间年月日。