数字逻辑第8讲(数据选择器与分配器)
《数据选择器》PPT课件

74LS151的真值表(功能表)
S=1时,选择器被封锁。 S为低电平使能端, 即S=0时,选择器正常工作。
2n -1
Y m i Di i0
Y = m0 D0 + m1 D1 + m2 D2 + m3 D3
+ m4 D4 + m5 D5 + m6 D6 + m7 D7
输入
D A2 A1 A0 S
A B C D A B C D A B C 1A B0 C A B C D
A B C D AC B 1AB 0C
与八选一数据选择器输出Y的表达式比较
15
F 2A B C D A B C D A B C 1A B0 C A B C D
A B C D AC B 1AB 0 C比较两式
YA 2A 1A 0D 0A 2A 1A 0D 1A 2A AA1A BB0 CCD 2 DD67A 2A 1A 100D 3
函数 ∑m(0, 3, 5, 6, 7) 也可以用四选一芯片来实现。
可见, 当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址 输入变量个数相同时,直接将逻辑函数输入变量有序 地与数据选择器的地址输入端连接即可。
若函数的变量数小于地址变量数, 应如何处理多余的数据选择器的地址输 入端 ?
13
对于一个组合逻辑函数, 可以根据它的最小项表达 式借助于MUX来实现它,当函数变量数等于地址输入 变量数时,方法如下: (1) 将给定函数化为最小项与或表达式。
量或反变量。
14
例 3-14 实现函数:
F 2 B C A B C D A B C D A B C A B D C D
解:首先将要实现的函数化成最小项表达式。即:
8数据选择器和数据分配器

数字电路-08数据选择器和数据分配器应用实验一. 实验目的1. 了解变量译码器和数据选择器的逻辑功能和具体应用。
2. 熟悉中规模组合逻辑器件功能的测试和设计方法。
二. 实验原理(1)变量译码器变量译码器有n 个输入,2n个输出,每个输出唯一地对应一组输入构成的二进制 码,当且仅当输入组合为该码时,输出呈有效电平。
中规模TTL 集成译码器有74LS139(双2输入、4输出)、74LS138(3输入、8输出)和74LS154(4输入、16输出),输出均为低电平有效,并具有低电平有效的使能控制端S —-。
变量译码器除在数字系统中起二进制译码作用外,还可实现组合逻辑函数、数据分配等功能。
74LS139的引脚图如图8-1(a )所示,片上有两个独立的2线-4线译码器,各 输出逻辑表达式为:Y ——0 =01A A S ⋅⋅、Y ——1 = 01A A S ⋅⋅、Y ——2 =01A A S ⋅⋅、Y ——3 = 01A A S ⋅⋅显然,当使能S —-为有效电平“0”时,如果译码器A 1,A 0输入的是逻辑函数的输入变量A ,B ,则Y ——i 代表了A ,B 构成的最小项m i 的反函数(最大项)。
所以,2线-4线通用译码器可附加与非门(与门)实现用标准与-或(标准或-与)表达式表示的二变量组合逻辑函数。
同理,n 线-2n 线通用译码器可实现n 变量的组合逻辑函数。
如果把译码器的使能端S 作为数据输入端,则可实现数据分配功能。
被分配的串行数字信号D i 从S 输入,当A 1,A 0为不同的二进制码时,D i 信号被分配到译码器对应的输出端Y ——i 。
比如A1A0为“11”时, D i 信号被分配到Y ——3,此时Y ——0~Y ——2输出均为高电平。
(a ) (b ) (c )图8-1 器件引脚排列(2)数据选择器数据选择器有n 位控制信号,2n 个数据输入。
每组控制码能够选择唯一的一个数据输出,类似由控制码切换的多选一开关。
2017.0310.数字电路与系统-数据选择器分配器的理解

2017.0310.数字电路与系统-数据选择器分配器的理解数据选择器1.依照定义,数据选择器的核⼼在于选择⼆字上,要从⼀组输⼊信号中选择⼀个信号输出。
相当于多路到⼀路的开关,多路提供的是数据,可以假定输⼊的是D0~D7,⼋个数据,⾄于开关会打到哪个输⼊端上导致那⼀路数据输出,是有专门的控制端的。
从另⼀个⾓度来说,在光纤通信中相当于复接器,将多路低速的信号转变为⼀路⾼速的信号,怎么理解从低速到⾼速?这对于光纤传输确实是有效的,⾄少节省传输通路。
2.以视频的讲解来看,将多路低速数据变为⼀路⾼速数据就是在⼀段时间内,集中了多路数据中的所有数据。
具体怎么将多路并联数据集成⼀路串联数据?在⼀路⾼速数据的某⼀个时间段内,将时间段分成n个⼩段,每⼀⼩段时间都对应相应的低速数据信号,这样⼀来⼀路⾼速数据信号可以表征多路低速信号。
简单点讲,⼀路多速数据在单位时间内体现⼋位数据(假定输⼊的是D0~D7),⽽低速数据在单位时间内只体现⼀路数据。
从字⾯粗浅地理解来看,⼀路单位时间传送⼋位信号,⽽多路的输⼊单位时间只传输⼀位信号,明显⼀路的传输速度是快的,⽽D0~D7传输速度是慢的,速度体现在单位时间能够传输数据的数⽬上。
从后⾯的讲解看,数据选择器是实现了逻辑函数表达式,单⼑多掷开关在控制端的指挥下,将多路信号整合在了⼀起(多个变量相与,再进⾏下⼀步运算)多路数据选择器的基本思想就是,将多路信号整合到⼀路信号上,但是怎么整合需要有控制端,控制端能控制的选择的数⽬必须包含所有的输⼊端的数⽬,如果假定的输⼊端数⽬是D0~D7,⼋个端⼝,那么控制端必须是3位⼆进制。
3.双四选⼀的74153数据选择器,它实际上是共⽤了两个地址端(也就是控制端)。
我可以理解为两个四选⼀数据选择器集合在⼀起,“双”代表有两个四选⼀数据选择器。
从这⾥开始讲解实际的数据选择器模块。
双四选⼀74153数据选择器数据输⼊端哪⼀个被送出去,是由地址端决定的,同时在逻辑图中配备有⼀个使能端E N,这个使能端决定了数据选择器输出还是不输出,enable。
3.2.4数据选择器和数据分配器21页

i0
2020/11/22
5
2 八选一数据选择器74LS151
74LS151的逻辑符号
三个地址输入端A2、A1、A0, 八个数据输入端D0~D7, 两个互补输出的数据输出端Y和Y,
一个控制输入端S。
2020/11/22
6
74LS151的功能表
禁止 状态
工作 状态
2020/11/22
D
11
000 D
2020/11/22
11
图3.2.26 译码器作为数据分配器使用时的逻辑原理图
74LS138
所以在数字系统中数据分配器虽应用广泛但 不单独生产,一般由译码器特制构成。
2020/11/22
12
3 应用举例
1. 功能扩展 用两片八选一数据选择器74LS151,可以构成
十六选一数据选择器。
原、反码输出,三态
20
型号 CC40147
名称 10线-4线优先编码器
CC4532 8线-3线优先编码器 CC4555 双2线-4线译码器 CC4514 4线-16线译码器 CC4511 七段显示译码器 CC4055 七段显示译码器 CC4056 七段显示译码器 CC4519 四2选1数据选择器 CC4512 8路数据选择器 CC4063 4位数值比较器 CC40147 10线-4线优先编码器
试回忆用两片3-8线译码器74LS138实现4- 16线译码器的方法。
利用使能端(控制端)。
2020/11/22
13
输出需适当处理(该例接或门)
仿真
扩展位 接
用控7制4L端S151构成A十3 =六1选时一,数片据Ⅰ选禁择器止,片Ⅱ工作
2020/11/22
数据选择和分配器

S1 — 数据输入(D)
Y 0 ~ Y 7 — 数据输出( D)
S2 、S3 — 使能控制端
S2 S3 0时, 实现数据分配器的功能 。
S3 — 数据输入(D) Y 0 ~ Y 7 — 数据输出( D) S1 、S2 — 使能控制端 S1 1 , S 2 0时 , 实现数据分配器的功能 。
四、用数据选择器实现组合逻辑函数
1ST = 1 时,禁止数据
0 0
00××× 00×××
0 1
0 1
1D0
选择器工作,输出 1Y = 0。
0 0
01×× 01××
0 1
× ×
0 1
1D1
1ST = 0 时,数据选择 器工作。输出哪一路数据 由地址码 A1 A0 决定。
0 1 0 × 0 × ×0 0 1 0 × 1 × × 1 1D2 0 1 1 0 × × ×0 0 1 1 1 × × × 1 1D3
数据输出
数据
输入 D
1 路-4 路 数据分配器
选择控制
A1 A0
真
A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3
0 0 D0 0 0
值 0 1 0 D0 0
表 1 0 0 0D 0
1 1 0 0 0D
Y0 D A1 A0
函
Y1 D A1 A0
数
Y2 D A1 A0 Y3 D A1 A0
式
Y0 Y1 Y2 Y3
1 C1
1 D2 D3
令 A1 = A, A0 = B 则 D0 = 0 D1 =D2 = C D3 = 1
(4)画连线图(略)
用数据选择器实现函数 Z m 3,4,5,6,7,8,9,10,12,14
[解] (1) n = k-1 = 4-1 = 3 用 8 选 1 数据选择器 74LS151
选择器、分配器

2016/9/23
18
4.4 数据分配器
例:1-4路数据分配器 我们来讨论其设计方法:
1路输入串行数据D,输出4路数据Y0-Y3; 控制信号A1A0,也称为地址信号; 数据分配器的功能表就确定了:
2016/9/23
19
4.4 数据分配器
2016/9/23
20
4.4 数据分配器
2016/9/23
21
4.4 数据分配器
74138的一个使能端作为数据输入,就构成了1-8路数据分配器; 因此,74138也可以作为数据分配器使用,这就是没有专门集成数据
分配器的原因;按照分配器的方式写74138的功能表:
2016/9/23
22
4.4 数据分配器
74138作为数据分配器时的连接图
2016/9/23
➢ 数据选择器 数据选择器是能够从一组输入的数据中,选择出所需要的一个数据
,并将其输出; 这相当于一个多路到一路的开关; 在光纤通信中,也称为复接器; 它可以将多路的低速并行数据转换为一路的高速数据; 常用的中规模集成数据选择器有双4选1,8选1和16选1等;
2016/9/23
4
4.3 数据选择器
这个函数的变量数是4个,而74151数据选择器的地址端只有3个; ① 采用两片74151构成16选1:让地址端数与变量数相等; ② 用降维卡诺图的方法:本质上也是让地址端数与变量数相等 ; 下面我们分别介绍这两种方法;
2016/9/23
14
4.3 数据选择器
①两片74151扩展为16选1实现: 根据74151功能表,利用使能端,
一是按照组合逻辑电路的分析方法,给出组合逻辑模块的电路,
分析其功能;
另一种是给出逻辑功能,设计相应的电路模块;
数据选择器和分配器

四选一选择器构成八选一选择器
集成数据选择器
集成双4选1数据选择器74LS153
VCC 2S A0 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y
16 15 14 13 12 11 10 9 74LS153
12345678
1S A1 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y GND
一般将卡诺图的变量数称为该图维数。如果把某些变量也作为卡诺图 小方格内的值,则会减小图的维数,这种图称为降维图。
当函数输入变量的数目大于数据选择器的地址端的数目,只有将函数 卡诺图的维数降到与选择器卡诺图的维数相同,两个卡诺图的才能一一 对应。也就是说,对于函数输入变量多于选择器地址端的电路设计,必 须先对函数的卡诺图进行维图。
×××× 1
D0
000
0
D1 0 0 1
0
D2
010
0
D3
011
0
D4
100
0
D5 1 0 1
0
D6
11
0
0
D7
111
0
输出
YY
0
1
D0 D0
D1
D1
D2 D2
D3 D3
D4 D4
D5 D5
D6 D7
D6 D7
VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2
16 15 14 13 12 11 10 9 74LS151
D1 D D3 D
D5 D D7 1
由此可绘制出电路图。
此图可以看出,当逻辑变量数大于数据 选择器地址变量数时,由降维图绘制电 路需要增加部分门器件。
图(b)还可以继续降维得到图(C)。 用四选一数据选择器和部分门电路即可 实现逻辑函数的组合逻辑电路。
数据选择器与数据分配器共23页文档

41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢!
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ,而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
Байду номын сангаас 21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
2输入 位多路复用器 输入4位多路复用器 输入 74x157真值表 真值表 1A 输入 2A 3A 4A G_L 1 0 0 S X 0 1 输出 1Y 2Y 3Y 4Y 0 0 0 1
1A 2A 3A 4A 1B 2B 3B 4B
思考:利用74x151实现逻辑函数 思考:利用74x151实现逻辑函数 74x151 F = Σ(W,X,Y,Z)(0,1,3,7,9,13,14) 降维: 降维:由4维 3维
WX YZ Y WX 00 01 11 10 0 1 1 Z 0 Z Z Z’ Z 0
00 01 11 10 00 01 11 10
数字逻辑
Y Y
College of Computer Science, SWPU
扩展数据选择器
扩展数据输入端的数目 如何实现32输入 如何实现32输入,1位多路复用器? 输入, 位多路复用器? 数据输入由8 数据输入由 32,需4片 , 片
EN A B C D0 D7
如何控制选择输入端? 如何控制选择输入端? —— 分为:高位+低位 分为:高位+ 高位+ 高位+译码器进行片选 低位接到每片的C,B,A 低位接到每片的 4片输出用或门得最终输出 片输出用或门得最终输出
1 1 1 1 1 1 1
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
F = Σ(W,X,Y,Z)(0,1,3,7,9,13,14)
74x151
利用74x151实现 利用74x151实现 74x151
说明:用具有n 说明:用具有n位地址 WX 输入端的多路复用器, 输入端的多路复用器, 00 01 11 10 Y 0 2 6 4 可以产生任何形式的输 1 0 Z Z 0 1 3 7 入变量数不大于n+1 5 n+1的 入变量数不大于n+1的 1 Z Z Z’ 0 组合逻辑函数。 组合逻辑函数。 VCC
College of Computer Science, SWPU
数据分配器
真值表
A 0 0 0 0 1 1 1 1
数字逻辑
B 0 0 1 1 0 0 1 1
D 0 1 0 1 0 1 0 1
W0 W1 W2 W3 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
又称多路开关、多路复用器(缩写:mux) 又称多路开关、多路复用器(缩写:mux) 在选择控制信号的作用下, 在选择控制信号的作用下, 从多个输入数据中 选择其中一个作为输出。 选择其中一个作为输出。
Enable 使能 使能 Select 选择 选择 EN SEL D0 n个1位数据源 个b位数据源 位数据源 Dn-1
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
Y = ∑EN ⋅ mi ⋅ Di
i =0
n−1
Y
数据输出( 位 数据输出( 位 数据输出( 1位) 数据输出(b位)
8输入 位多路复用器 输入1位多路复用器 输入 74x151真值表 真值表 A B C EN_L C B A 1 0 0 0 0 0 0 0 0 X 0 0 0 0 1 1 1 1 X 0 0 1 1 0 0 1 1 X 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y_L 1 D0’ D1’ D2’ D3’ D4’ D5’ D6’ D7’
College of Computer Science, SWPU
利用带使能端的二进制译码器作为多路分配器 —— 利用使能端作为数据输入端
74x138 数据输入 SRC EN_L EN_L 数据输入 SRC 地址 选择 DSTSEL0 DSTSEL1 DSTSEL2 G1 G2A G2B A B C
(2)真值表法 )
mi A B C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 L 0 1 1 0 0 0 1 1
求Di的 方法
m0 m1
C=1时L=1, 时 , 故D0=C C=0时L=1, 时 , 故D1=C L=0,故 , D2=0 L=1,故 , D3=1
数据选择器(multiplexer) 数据选择器(multiplexer)
数据选择器的应用 数据选择器的应用 数据选择器的应用很广,典型应用有以下几个 方面: 作数据选择,以实现多路信号分时传送。 作数据选择,以实现多路信号分时传送。 实现组合逻辑函数。 实现组合逻辑函数。 在数据传输时实现并—串转换。 在数据传输时实现并 串转换。 串转换 产生序列信号。 产生序列信号。
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
数据选择器实现逻辑函数
基本原理
数据选择器的主要特点: 数据选择器的主要特点: (1)具有标准与或表达式的形式。即:Y = 具有标准与或表达式的形式。 (2)提供了地址变量的全部最小项。 提供了地址变量的全部最小项。
2 n −1 i =0 =0
比较L和Y,得:
D0 = C、D1 = C 、D2 = 0、D3 = 1
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
4
L
4
Y
1 2
74LS153 A1 A0 ST
D0 D1 D2 D3
画连线图
C C 0 1
数字逻辑
A B 0
College of Computer Science, SWPU
College of Computer Science, SWPU
3
(1)公式法 )
函数的标准与或表达式:
3
L = A B C + A BC + AB = m0C + m1C + m2 ⋅ 0 + m3 ⋅ 1
4选1数据选择器输出信号的表达式:
求 Di
Y = m0 D0 + m1 D1 + m2 D2 + m3 D3
数字逻辑
基本步骤
逻辑函数
1 n个地址变量的数 据选择器,不需要 增加门电路,最多 可实现n+1个变量 的函数。
L = A B C + A BC + AB
1 3个变量,选用4 选1数据选择器。
确定数据选择器
2
选用74LS153 选用
2 74LS153有两个 地址变量。
确定地址变量
数字逻辑
A1=A、A0=B 、
m0
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110
m1
D1=D
m5
D5=1
m2
D2=1
m6
D6=1
数字逻辑 0111
m3
D3=0
m7
College of Computer0 Science, SWPU 1111
D7=0
④画连线图
L Y 74LS151 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 A1 A0 EN
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
DST0_L
DST7_L
利用74x139实现2 利用74x139实现2位4输出多路分配器 74x139实现
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
数据选择器(multiplexer) 数据选择器(multiplexer)
数字逻辑
Y Y
College of Computer Science, SWPU
用双4选 数据选择器构成 数据选择器构成8选 数据选择器 用双 选1数据选择器构成 选1数据选择器
A0 A1 A2 D0 D1 D2 D3 Y D4 D5 D6 D7
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
m2 m3
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
例
用数据选择器实现函数:
L ( A, B , C , D ) = ∑ m ( 0,3, 4,5,9,10 ,11,12 ,13 )
①选用8选1数据选择器74LS151 ②设A2=A、A1=B、A0=C ③求Di
ABCD L 1 0 0 1 1 1 0 0 D0=D’ m4 ABCD 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 L 0 1 1 1 1 1 0 D4=D
Y X W
EN A B C D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y Y
F
Z
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
D D 1 0 D 1 1 0
数字逻辑
A B C 0
College of Computer Science, SWPU
数据选择器实现逻辑函数
例:试用 选1MUX实现逻辑函数: 试用8选 实现逻辑函数: 实现逻辑函数
F = AB + AB + C
数字逻辑
College of Computer Science, SWPU
∑Dm
i
i
(3)一般情况下,Di可以当作一个变量处理。 一般情况下, 可以当作一个变量处理。 因为任何组合逻辑函数总可以用最小项之和 的标准形式构成。所以,利用数据选择器的输入 的标准形式构成。所以, Di来选择地址变量组成的最小项mi,可以实现任 何所需的组合逻辑函数。 何所需的组合逻辑函数。
College of Computer Science, SWPU