实验四 数据选择器及其应用
译码器和数据选择器
实验四译码器及其应用一、实验目的1.掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2.熟悉数码管的使用二、实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。
它的作用是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。
译码器可分为通用译码器和显示译码器两类。
前者又分为变量译码器和代码变换译码器。
1.变量译码器（又称二进制译码器），用以表示输入变量的状态，如2线－4线、3线－8线和4线－16线译码器。
若有n个输入变量，则有2n个不同的组合状态，就有2n个输出端供其使用。
而每一个输出所代表的函数对应于n个输入变量的最小项。
以3线－8线译码器74LS138为例进行分析，图4－1(a)、(b)分别为其逻辑图及引脚排列。
其中A2、A1、A0为地址输入端，0Y～7Y为译码输出端，S1、2S、3S 为使能端。
(a) (b)图4－1 3－8线译码器74LS138逻辑图及引脚排列表4－1为74LS138功能表当S1＝1，2S＋3S＝0时，器件使能，地址码所指定的输出端有信号（为0）输出，其它所有输出端均无信号（全为1）输出。
当S1＝0，2S＋3S＝X时，或S1＝X，2S＋3S＝1时，译码器被禁止，所有输出同时为1。
表4－1二进制译码器实际上也是负脉冲输出的脉冲分配器。
若利用使能端中的一个输入端输入数据信息，器件就成为一个数据分配器(又称多路分配器)，如图4－2所示。
若在S 1输入端输入数据信息，2S ＝3S ＝0，地址码所对应的输出是S 1数据信息的反码；若从2S 端输入数据信息，令S1＝1、3S ＝0，地址码所对应的输出就是2S 端数据信息的原码。
若数据信息是时钟脉冲，则数据分配器便成为时钟脉冲分配器。
根据输入地址的不同组合译出唯一地址，故可用作地址译码器。
接成多路分配器，可将一个信号源的数据信息传输到不同的地点。
二进制译码器还能方便地实现逻辑函数，如图4－3所示，实现的逻辑函数是 Z ＝C B A C B A C B A ++＋ABC图4－2 作数据分配器 图4－3 实现逻辑函数利用使能端能方便地将两个3/8译码器组合成一个4/16译码器，如图4－4所示。
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。
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。
数据选择器及其应用
学生实验报告系别电子工程系课程名称《数字逻辑设计及应用》实验班级实验名称数据选择器及其应用姓名实验时间学号指导教师报告内容一、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器是指经过选择，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。
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这八个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端Y和反向输出端Y。
其引脚图下图3-1所示,功能表如下表3-1所示，功能表中‘H’表示逻辑搞电平；‘L’表示逻辑低电平；‘X’表示逻辑高电平或低电平。
图3-1 74LS151的引脚图表3-1 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~I3，两个地址输入端S0、S1，1个使能端E和1个输出端Z，它们的功能表如表3-2，引脚逻辑图如图3-2所示。
图3-2 74LS153的引脚图 表3-2 74LS153的功能表 三、实验内容和数据记录1、测试74LS151的逻辑功能：在数字逻辑电路试验箱IC 插座模块中找一个DIP16的插座上的芯片74LS151, 并在DIP16插座的第8脚接上试验箱的地(GND)，第16脚接上+5V(VCC)。
将74LS151的输出端Y 与Y 分别接到两个发光二极管上输入端接拨位开关输出。
按74LS151的真值表逐项测试，记录测试结果（如表右图）。
2、用74LS151实现逻辑函数：用74LS151实现逻辑函数)m7m65m 3m ()C B A (F 、、、、、∑=:<1>列真值表（如表3-3）；<2>连接电路（如图3-3）；<3>测试功能。
数据选择器实验报告
数据选择器实验报告数据选择器实验报告一、引言在当今信息爆炸的时代，数据的获取和处理成为了各行各业的重要任务。
而对于数据处理来说，一个关键的环节就是数据选择。
数据选择器作为一种工具，可以帮助我们从庞杂的数据中筛选出我们所需要的信息，提高数据处理的效率。
本文将通过实验来探讨数据选择器的使用方法和效果。
二、实验目的本实验的目的是测试不同类型的数据选择器在不同场景下的表现，以便为用户提供选择合适的数据选择器的参考依据。
三、实验方法1. 实验材料本实验使用了三种不同类型的数据选择器，分别是过滤器、排序器和聚合器。
每种数据选择器都有自己的特点和适用场景。
2. 实验步骤a. 首先，我们准备了一个包含大量数据的数据集，其中包括数字、文字和日期等不同类型的数据。
b. 接下来，我们使用过滤器来筛选出特定条件下的数据。
比如，我们可以将过滤器设置为只显示数字大于10的数据，或者只显示包含特定关键词的数据。
c. 然后，我们使用排序器来对数据进行排序。
可以按照数字大小、文字首字母顺序或日期先后顺序等进行排序。
d. 最后，我们使用聚合器来对数据进行汇总。
可以对数字数据进行求和、求平均值或计算其他统计指标。
四、实验结果通过实验，我们发现不同类型的数据选择器在不同场景下的表现是有差异的。
1. 过滤器的效果过滤器在筛选数据方面表现出色。
它可以根据用户设定的条件，快速准确地筛选出所需的数据。
无论是筛选数字、文字还是日期，过滤器都能够轻松应对。
而且，过滤器的设置灵活性也很高，用户可以根据自己的需求随时调整条件。
2. 排序器的效果排序器在对数据进行排序方面非常实用。
无论是按照数字大小、文字首字母顺序还是日期先后顺序进行排序，排序器都能够快速高效地完成任务。
通过排序器，我们可以更加清晰地了解数据的分布情况，方便我们进行进一步的分析和处理。
3. 聚合器的效果聚合器在对数据进行汇总方面非常有用。
通过聚合器，我们可以对数据进行求和、求平均值等操作，从而得到更加全面和准确的统计结果。
数电实验报告数据选择器及其应用
实验2实验报告数据选择器及其应用一、实验目的1、了解组合逻辑电路的设计步骤、分析方法和测试方法;2、掌握数据选择器的工作原理与逻辑功能；3、掌握双四选一数据选择器74LS153的应用。
、实验设备1、数字电路实验箱2、数字双踪示波器3、集成电路：74LS004、集成电路：74LS153三、实验内容1、测试双四选一数据选择器74LS153的逻辑功能；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；3、用74LS00与74LS153设计一位全加器。
四、实验结果1、如图S5和S6分别接A和B,负责输入地址；S1、S2、S3、S4为上面选择器的四个输入；S7、S8、S9、S10为下面选择器的四个输入。
举例说明：如图所示，当S5和S6都输入高电平时，选择输出1C3和2C3的内容，即S4和S10的输入均为高电平，小灯亮。
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。
由题意可得出逻辑表达式如下：F=AB(C+D)分析：由于只有A、B都为高电平时F才有可能输出高电平，所以让A和B作为地址输入端。
而当A、B均为高电平时，C和D任意一个为高电平则F为高电平。
所以用74LS00实现C和D 的“或”以后，接数据选择器的C3接口。
则可以实现所需功能。
电路图如下：3、用74LS00和74LS153设计一位全加器。
可以通过降维将输入位A和B作为地址选择位，进位位CI和CI以及0和1作为被选择数据输入，表示S和CO。
真值表如下：五、故障排除在做第二个实验内容的时候，发现A、B值不是高电平的时候小灯也会亮。
经过检查电路发现ICO, 1C1, 1C2悬空了，相当于接了高电平。
把这三个接口接地以后，电路达到正常功六、心得体会只学习理论知识，总是觉得理解不透，感觉知识点好难记，而且也不会应用。
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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。