第10讲+数据选择器
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第四章4.3数据选择器、数值比较器
逻辑图
2. 两位数值比较器
真值表
输 入 输 出
A1 B1 A1 ＞B1 A1 ＜ B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1
A0
B0
× × A0 ＞B0 A0 ＜B0 A0 = B0
FA＞B F A＜B FA= B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1
4.4.2 集成数值比较器 1. 集成数值比较器 集成数值比较器74LS85 的功能 功能表
功能说明：表中的输入变量包括A3与B3、A2与B2、A1与B1 、A0与B0和 功能说明：表中的输入变量包括 A与B的比较结果，A>B、A<B和A=B。A与B是另外两个低位数，设置低 与 的比较结果 的比较结果， 是另外两个低位数， 和 与 是另外两个低位数 位数比较结果输入端，是为了能与其它数值比较器连接， 位数比较结果输入端，是为了能与其它数值比较器连接，以便组成更多位 数的数值比较器； 个输出信号 个输出信号: 数的数值比较器；3个输出信号 FA＞B、FA＜B、和FA ＝ B 分别表示本级的比 较结果。 较结果。
IA>B IA < IA=B A'>B' A'<B'B A'=B'
× × × × × × × × 1 0 0 × × × × × × × × 0 1 0 × × × × × × × × 0 0 1
FA>B A<B BA=B A>B FA < FA=B
1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
i =0 7
的与或表达式， Y是C、B、A和输入数据 0~D7的与或表达式，即 是 、 、 和输入数据 和输入数据D
数据选择器的电路原理与功能
数据选择器的电路原理与功能数据选择器是一种常见的数字电路，用于选择多个输入信号中的一个或几个输出信号。
在现代电子设备中广泛使用的数据选择器通常实现在集成电路中，能够高效地选择信号，并将其传递给后续电路进行处理。
本文将详细介绍数据选择器的电路原理和功能。
一、数据选择器的电路原理数据选择器的基本电路原理是利用控制信号来控制多个开关的状态。
这些开关将输入信号连接到输出信号线上。
具体来说，当控制信号S0和S1的状态为00时，开关连接到A输入信号，输出为A；当控制信号状态为01时，开关连接到B输入信号，输出为B；当控制信号状态为10时，开关连接到C输入信号，输出为C；当控制信号状态为11时，开关连接到D输入信号，输出为D。
在基本电路中，选择开关采用逻辑门的形式实现。
具体来说，当控制信号S0和S1的状态发生改变时，选择开关将信号切换到不同的输入信号线上，从而改变输出信号。
二、数据选择器的功能1.多路选择：数据选择器可以选择多个输入信号中的一个或几个输出信号。
通过控制信号的不同状态，可以选择不同的输入信号作为输出信号。
这种多路选择的功能在数字电子设备中经常遇到，例如在计算机的数据通路中，根据控制信号选择不同的寄存器、缓冲器或处理器。
2.数据交换：数据选择器可以用于数据交换的应用。
例如，在计算机系统中，数据选择器可用于选择来自不同源的数据的输出，以便将数据传递给正确的目的地。
数据选择器还可以用于实现多路复用器和分配器等电路，使得多个信号可以通过一个信道进行传输。
3.逻辑运算：数据选择器可以通过逻辑运算来实现更复杂的功能。
例如，可以使用与门和非门实现与非逻辑功能，进一步扩展数据选择器的功能。
通过适当选择和操作输入信号，可以实现逻辑运算和条件控制，以满足不同的应用需求。
4.减少电路复杂度：数据选择器可以减少电路的复杂度和成本。
通过使用数据选择器，可以将多个输入信号连接到一个输出信号上，而不需要为每个输入信号都提供一个独立的电路。
数电综合课件-数据选择器(MUX)
F = ABC+ABC+ABD+ABD+ACD。 解：這是一個四變數函數，對其一次降維後可 用74151實現，兩次降維後可用 ½ 74153實現。
CD AB 00 01 11 10
00 1 1
01
11
11 1
1
10 1 1 1
(a) 圖 4.2.28
C AB 0 1 降維D 00 1
01 1
11 D D 10 D 1
D5
D6 D7
A2～A0：地址輸入端； D7～D0 ：數據輸入端； EＮ：使能端； Y：輸出端；
圖 4.2.22 ( b )簡化符號
EN 1 D0 D1 D2 D3
D4 D5 D6 D7
A0
1
1
A1
1
1
A2
1
1
& ≥1
Y 1Y
Vcc D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2
16 15 14 13 12 11 10 9
0
(A<B) i
B0
B0
B4
B1
B1
F A<B
B5
B2
B2
B6
B3
B3
B7
圖 4.2.30
A0
A 1 7 48 5
A2
F A>B
A3
(A>B) i
(A=B) i F A=B
Байду номын сангаас
(A<B) i
B0
B1
F A<B
B2
B3
F A>B F A=B F A<B
(2) 並聯方式
A 15---12 B 15---12
CD AB 00 01 11 10
00 1 1
01
11
11 1
1
10 1 1 1
(a) 圖 4.2.28
C AB 0 1 降維D 00 1
01 1
11 D D 10 D 1
D5
D6 D7
A2～A0：地址輸入端； D7～D0 ：數據輸入端； EＮ：使能端； Y：輸出端；
圖 4.2.22 ( b )簡化符號
EN 1 D0 D1 D2 D3
D4 D5 D6 D7
A0
1
1
A1
1
1
A2
1
1
& ≥1
Y 1Y
Vcc D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2
16 15 14 13 12 11 10 9
0
(A<B) i
B0
B0
B4
B1
B1
F A<B
B5
B2
B2
B6
B3
B3
B7
圖 4.2.30
A0
A 1 7 48 5
A2
F A>B
A3
(A>B) i
(A=B) i F A=B
Байду номын сангаас
(A<B) i
B0
B1
F A<B
B2
B3
F A>B F A=B F A<B
(2) 並聯方式
A 15---12 B 15---12
第十次课 数据选择器
RBO′:输出信号，称灭零输出端：只有当输入 A3 A2 A A0 = 0 输出信号 称灭零输出端： 信号， 1 ' 才给出低电平。 且灭零输入信号 RBI' = 0 时，RBO才给出低电平。
表示译码器将本来应该显示的零熄灭了 因此 RBO' = 0 表示译码器将本来应该显示的零熄灭了
11
74LS48与七段显 与七段显 示器件的连接： 示器件的连接：
数据选择 器类似一 个多掷开 关。选择 哪一路信 号由相应 的一组地 址信号控 制。
输 入 D0 数 D1 据
Dn E
端 E: 端 选择端 地址 2选1 A0 选 4选1 A1 A0 选 8选1 A2 A1 A0 选 端
Y =Di
D1 D0 ; D3 D2 D1 D0 ; D7 D6 D5 D4D3 D2 D1D0
令：
B= A 1
D3 = 1
C= A 0
D1 = A
D0 = D2 = A′
28
接线图一
B = A1
D3 = 1
F Y
C = A0
D1 = A
D0 = D2 = A′
1 A1 A2
LT ′
RB I ′
B I ′ / RB O ′
A3 A0 GND
6
14
Ucc f
g
a
b
c
d
e
74LS48
1 A1 A2 LT ′
RBI ′
A3 A0 GND
BI ′ / RBO′
A3~A0 : BCD码输入端； 码输入端； 码输入端 a~g : 七段显示码输出端。 七段显示码输出端。
准形式。 例：Y = m1 +m3 +m5 准形式。 利用两次取反的方法， 利用两次取反的方法，可以得到由最小项的反函数m′ i ′ ′ 构成的与非-与非表达式。 构成的与非-与非表达式。例：Y = (m1 ⋅m′3 ⋅m5 )′
表示译码器将本来应该显示的零熄灭了 因此 RBO' = 0 表示译码器将本来应该显示的零熄灭了
11
74LS48与七段显 与七段显 示器件的连接： 示器件的连接：
数据选择 器类似一 个多掷开 关。选择 哪一路信 号由相应 的一组地 址信号控 制。
输 入 D0 数 D1 据
Dn E
端 E: 端 选择端 地址 2选1 A0 选 4选1 A1 A0 选 8选1 A2 A1 A0 选 端
Y =Di
D1 D0 ; D3 D2 D1 D0 ; D7 D6 D5 D4D3 D2 D1D0
令：
B= A 1
D3 = 1
C= A 0
D1 = A
D0 = D2 = A′
28
接线图一
B = A1
D3 = 1
F Y
C = A0
D1 = A
D0 = D2 = A′
1 A1 A2
LT ′
RB I ′
B I ′ / RB O ′
A3 A0 GND
6
14
Ucc f
g
a
b
c
d
e
74LS48
1 A1 A2 LT ′
RBI ′
A3 A0 GND
BI ′ / RBO′
A3~A0 : BCD码输入端； 码输入端； 码输入端 a~g : 七段显示码输出端。 七段显示码输出端。
准形式。 例：Y = m1 +m3 +m5 准形式。 利用两次取反的方法， 利用两次取反的方法，可以得到由最小项的反函数m′ i ′ ′ 构成的与非-与非表达式。 构成的与非-与非表达式。例：Y = (m1 ⋅m′3 ⋅m5 )′
数字电路 数据选择器 课件
? 2n选1数据选择器，输出端Y的函数表达式 Y ?
m iD i
i? 0
2n ?1
? n变量逻辑函数的最小项表达式： F ?
m iai
i? 0
若F=Y，要将函数F的输入变量作为选择器的地址端，并且
ai ? Di
ppt课件
22
例：用8选1数据选择器实现函数 F ? AB ? AC ? BC
F
A
A2
Y
前大多数中规模集成模块都设有使能端，可以
将取样信号作用于该端，待电路稳定后才使输
出有效。
ppt课件
35
小结
（１）组合电路
任何时刻的输出仅决定于当时的输入，而与电路原来的状 态无关；它由基本门构成，不含存贮电路和记忆元件，且 无反馈线。
（２）组合电路的分析
根据已经给定的逻辑电路，描述其逻辑功能。
（３）组合电路的设计
数据输入分别为D0=0，D1=1，D2=D，D3 ? B ， 由此画出实现电
路如下图。
ppt课件
19
MUX
0
D0
1
D1
D
D2
Y
F
B
D3 A1 A0
AC
ppt课件
20
3. 数据选择器实现逻辑函数产生器—应用剩余函数
C
D 3 MUX
0
D2
F
1
D1
Y
C
D0
A0 A1
由多路器输出Y的表达式:
F ? A B C ? ABC ? A B ? A B C ? A B C ? A BC ? ABC
竞争与冒险的关系： 有竞争不一定产生冒险； 有冒险就一定有竞争。
ppt课件
30
数字电子技术-数据选择器
数 D1 据 输 入 Dn 2-1
D0
Y
数 据 输 出
图4.3.1
„
n位地址选择信号 数据选择器示意图
G D0 D1 D2 D3 A0 A1
1 & ≥1 Y
1 1
1 1
（1）由逻辑图写出数据选择器逻辑表达式
例：四选一数据选择器
根据功能表，可写出输出逻辑表达式：
Y ( A1 A0 D0 A1 A0 D1 A1 A0 D2 A1 A0 D3 ) G
简易符号
八中选一数据选择器CT74LS151
八选一需 三位地址码
二、集成数据选择器
集成数据选择器74151（8选1数据选择器）
G D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 1 1 1 1
1 2 3 4 5 6 7 8
1 & ≥1
Y 1 Y Vcc D4 D5 D6 D7 D0
数 D 据 1 输 入 Dn 2-1
数 Y 据 输 出
图4.3.1 数据选择器示意图
„
n位地址选择信号
一、数据选择器 （一）分类：二选一、四选一、八选一、十六选一 双四选一数据选择器CT74LS153 公用控 制输入 使能端 数据 输入 输出端
双四选一数据选择器CT74LS153
Ci Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1 Ai Bi Ci 1
Ai Bi ( Ai Bi )C i-1
S i Ai Bi Ci 1
Ci Ai Bi ( Ai Bi )C i-1
根据逻辑表达式画出全加器的逻辑电路图：
1．七段数字显示器原理
g f
COM
a b
10.4 数 据 选 择 器
右图是描述数据选择器逻
D0 D1 D2
辑功能的示意图。图中的D3、 Y D2 、D1 、D0 是输入数据； B1、
D3
B0是选择变量，以确定哪一个
B1B0
输入数据被送到输出端Y。
图10.4.1 MUX功能示意图
由此可以写出如下逻辑式：
Y D3B1B0 D2B1B0 D1B1B0 D0B1B0
显然数据选择器是一个Y=mi 的结构。实际的MUX 还有使能端EN。
第10章 组合逻辑电路
HIT
2013.03
使能端 EN ，连接到4个与门，上述逻辑式改写为
Y (D0B A D1B A D2B A D3B A)EN
图10.4.3 4选一数据选择器的逻辑图
由真值表或数据选择 器的逻辑表达式可以看出 数据选择器是一个与或逻 辑，是Σmi的电路结构。 于是可以画出数据选择器 的逻辑图，见图10.4.3。图 中的为使能端，为低电平 有效。
10.4 数据选择器
10.4.1 数据选择器的功能 10.4.2 数据选择器的真值表和逻辑符号
第10章 组合逻辑电路
HIT
2013.03
10.4.1 数据选择器的功能
数据选择器（MUX，Multiplexer）是从多个输入数据 中选择一个送到输出端的组合数字电路。是一个与或 （Y=mi ）的逻辑结构。
第10章 组合逻辑电路
HIT
2013.03
10.4.2 数据选择器的真值表和逻辑符号
数据选择器的逻辑符号见图10.4.3。真值表见表10.8。
表10.8 数据选择器的真值表
B1 B0 Y
0 0 D0
0 1 D1
数据选择器的
1 0.4.3 4选一数据选择器的逻辑图
数据选择器的定义及功能
数据选择器的定义及功能
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。
它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，其示意图如图1所示。
明工作原理及基本功能。
其逻辑图如
图2所示，功能表如表1所示。
为了
对4个数据源进行选择，使用两位地
址码BA产生4个地址信号，由BA等
于00、01、10、11分别控制四个与
门的开闭。
显然，任何时候BA只有一
种可能的取值，所以只有一个与门打
开，使对应的那一路数据通过，送达
Y端。
输入使能端G是低电平有效，
当G=1时，所有与门都被封锁，无论
地址码是什么，Y 总是等于0；当
图1 数据选择器示意图
G=0 时，封锁解除，由地址码决定哪
一个与门打开。
同样原理，可以构成更多输入通道的数据选择器。
被选数据源越多，所需地址码的位数也越多，若地址输入端为n，可选输入通道数为2n。
表1 4选1数据选择器功能表
图2 4选1数据选择器逻辑图。
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• 数据选择器的扩展方法
• 用使能端 • 四选一扩展为八选一
• 四选一数据选择器扩展为十六选一数据选择器
• 不利用使能端扩展 • 四选一扩展为八选一
四选一扩大为十六选一
2. 数据选择器的应用 • 函数发生器 • 代数法、卡诺图法 代数法、 • 代数法
F = A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3
1 1 0 1
0 1 0 1
0 1 0 0
1 0 0 0
例：由双四选一组成电路如图所示。 由双四选一组成电路如图所示。 （1）写出 1的函数表达式。 ）写出F 的函数表达式。 （2）写出 2的真值表。 ）写出F 的真值表。
A B C F2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1
D0 = D1 = D2 = D4 = 0
D3 = D5 = D6 = D7 = 1
“0”
思考：能否用四选一实现三变量多数表决器呢？ 思考：能否用四选一实现三变量多数表决器呢？
问题1：需要八种选择结果， 问题 ：需要八种选择结果，而四选一只能选择 四个结果。 四个结果。 问题2：有三个变量， 问题 ：有三个变量，而四选一数据选择器只有 两个地址端
D0 = 0 D1 = A0 D2 = A0 D3 = 1
“0”
• 卡诺图法 • • • • 选定地址变量 在卡诺图上确定地址变量控制范围（输入数据区） 在卡诺图上确定地址变量控制范围（输入数据区） 由数据区确定每一个数据输入端的连接 画电路
例：用数据选择器实现三变量多数表决器。 用数据选择器实现三变量多数表决器。 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 F 0 0 0 1 0 1 1 1
1
D1
1
D3
1
D5
1
1
D7
1
例：已知某逻辑函数方程为
F = BC + ABC + ABC
试用一片四选一数据选择器实现电路（ 试用一片四选一数据选择器实现电路（不能附加 其它门电路）。 其它门电路）。
a0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
b1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
b0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
F 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
二位二进制数的相同比较器
1 1
F = ∑ Di ⋅ mi
i =0 3
mi为A1、A0组成的最小项
例：用四选一数据选择器实现二变量异或式。 用四选一数据选择器实现二变量异或式。
F = A1 A0 + A1 A0
F = A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3
D0 = 0, D1 = 1 D2 = 1, D3 = 0
第10讲 数据选择器与多路分配 讲 器
袁胜春 西安电子科技大学技术物理学院
数据选择器和多路分配器原理框图
1、数据选择器（MUX） 、数据选择器（ ）
地 址 变 量
禁 止 端
数据
四选一数据选择器功能表 地址 A1 A0 X 0 0 1 1 X 0 1 0 1 选通 E 1 0 0 0 0 数据 D X D0~D3 D0~D3 D0~D3 D0~D3 输出 F 0 D0 D1 D2 D3
构成一位十进制数， 例：B3B2B1B0构成一位十进制数，为8421BCD码， 码 试用四选一数据选择器设计判断1< 试用四选一数据选择器设计判断 B3B2B1B0 <6的电路。 的电路。 的电路
B3B2 00 B1B0
01 1 1
11 × × × ×
10
F = B2 B1 + B2 B1
00 01 11 10 1 1
F = ( A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3 • 二位四选一数据选择器74LS153 二位四选一数据选择器 四位二选一数据选择器74LS157 四位二选一数据选择器 八选一数据选择器74LS151 八选一数据选择器 十六选一数据选择器74LS150 十六选一数据选择器
A1A0 A2
00 01 11 10 0 1
D0 D2 1
1 D1 1 D3 1
选A2、A1为地址端
D0 = 0
D1 = A0
D2 = A0 D3 = 1
例：用四选一数据选择器实现如下逻辑函数： 用四选一数据选择器实现如下逻辑函数：
F = ∑ (0,1,5,6,7,9,10,14,15)
AB 00 CD
01
11
10
D0 = C
00 01 11 10
1 1 1 1 1 1 1 1 1
D1 = C + D
D2 = C ⊕ D D3 = C
D0
D1
D3
D2
序列。 例：用数据选择器产生01101001序列。 用数据选择器产生 序列
01101001
A B C 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1
F = D B A + D B AC + DBA + D B AC + DB AC + DBAC
DC BA 00
01 1
11
10 1
00 01 11 10
1 1 1
1
1 1
例：由四选一数据选择器组成的电路和输入波 形如图所示，试写出逻辑函数表达式， 形如图所示，试写出逻辑函数表达式，并根 据给出的输入波形画出输出函数F的波形 的波形。 据给出的输入波形画出输出函数 的波形。
“0”
F = A1 A0 + A1 A0
D0 = 0, D1 = 1 D2 = 1, D3 = 0
Di D0 D1 D2 D3
“0”
A1 0 0 1 1
A0 0 1 0 1
F 0 1 1 0
例：用八选一数据选择器实现三变量多数表决器。 用八选一数据选择器实现三变量多数表决器。 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 F 0 0 0 1 0 1 1 1 A2 A1 A0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 F 0 0 0 1 0 1 1 1 Di D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
F = A1 A0 D0 + A1 A0 D1 + A1 A0 D2 + A1 A0 D3
F1 = ABC + ABC + ABC + ABC F2 = ABC + ABC + AB
的卡诺图。 例：逻辑电路如图所示，试填写F的卡诺图。 逻辑电路如图所示，试填写 的卡诺图
F = D B A + D B AC + DBA + D B AC + DB AC + DBAC
考虑将两个变量反映到地址端， 考虑将两个变量反映到地址端，将另外一个变量 反映到数据输入端
A2 A1 A0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1
F 0 0 0 1 0 1 1 1
选A2、A1为地址端， 为地址端， 应反映在D 则A0应反映在 i端
F = B AC + B AC + BAC + B AC + BAC
例：由八选一数据选择器构成组合逻辑电路， 由八选一数据选择器构成组合逻辑电路， 图中a 为两个二位二进制数， 图中 1a0、b1b0为两个二位二进制数，试列出 电路真值表，并说明其逻辑功能。 电路真值表，并说明其逻辑功能。
a1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
代数法、 代数法、卡诺图法
F = G1 G0 A + G1G0 AB + G1G0 A B + G1 G0 AB + G1G0 A + G1G0 B
G1G0 00 AB
选地址变量 A2 = G1 A1 = G0 A0 = A
01
D2
11
D6
10
D4
00 01 11 10
D0
1
1
D0 = 0, D1 = 1 D2 = B, D3 = B D4 = 0, D5 = B D6 = B, D7 = 1
× ×
例：设计一个多功能电路，其功能如表所示，请 设计一个多功能电路，其功能如表所示， 用一片八选一数据选择器和少量与非门实现。 用一片八选一数据选择器和少量与非门实现。
G1 0 0 1 1 G0 0 1 0 1 F A A +B AB A+B
F = G1 G0 A + G1G0 ( A ⊕ B) + G1 G0 AB + G1G0 ( A + B) = G1 G0 A + G1G0 AB + G1G0 AB + G1 G0 AB + G1G0 A + G1G0 B
例：利用四选一数据选择器实现分时传输。要求 利用四选一数据选择器实现分时传输。 用数据选择器分时传送四位8421BCD码，并用 用数据选择器分时传送四位 码 七端译码管译码显示。 七端译码管译码显示。
• (3079)10=(0011 0000 0111 1001)8421BCD码 码