数据选择器的逻辑功能和使用方法

一、实验目的

(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、实验仪器

(1)数字逻辑电路实验箱

(2)数字万用表

(3)芯片74LS151两片，74LS153、74LS04、74LS08、74LS32各一片

三、实验原理

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，其示意图如图2－10－1所示。

图2－10－1 4选1数据选择器示意图

图中有4路数据D0～D3，通过选择控制信号A1、A0(地址码)从4路数据中选中1路数据送至输出端Q。

图2－10－2 74LS151的引脚图

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。其引脚图如图2－10－2所示，功能表如表2－10－1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。

表2－10－1 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个使能控制端和一个输出端Z，它的引脚图如图2－10－3所示，功能表如表2－10－2所示。其中(1、15脚)分别为A路和B路的选通信号，I0、I1、I2、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(14脚)、S1(2脚)为地址信号，8脚为GND，16脚为VCC。

图2－10－3 74LS153的引脚图

表2－10－2 74LS153的功能表

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，如图2－10－4所示。

图2－10－4 用74LS151组成16选1数据选择器

4．数据选择器的应用

用74LS153实现逻辑函数

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2－10－5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。

图2－10－5 用74LS153实现逻辑函数

四、实验内容

1．测试74LS151的逻辑功能

(1)对照芯片引脚图，把74LS151正确放置到实验箱上的DIP16插座中。

(2)把芯片的第8脚接到实验箱的地“GND”，第16脚接到电源“+5V”。

(3)将74LS151的输入端接到实验箱上逻辑电平输出单元，输出端接到逻辑电平显示单元。

(4)打开电源，据表2－10－1，改变各输入脚的逻辑电平，测试74LS151的逻辑功能。

2．测试74LS153的逻辑功能

测试方法与步骤同上，记录测试结果。

3．用两片74LS151组成16选1数据选择器

(1)对照芯片引脚图，把两片74LS151、一片74LS04、一片74LS08、一片74LS32正确地放置到实验箱上相应引脚数目的插座中(DIP14插座不够可用DIP16等代替)。

(2)把各芯片的接地与电源引脚分别接到实验箱上的“GND”和“+5V”处。

(3)按照图2－10－4所示连线，组成一个16选1数据选择器。

(4)将组成的16选1数据选择器的输入端连接到实验箱上逻辑电平输出单元，输出端连接到逻辑电平显示单元。

(5)打开电源，验证所设计数据选择器的逻辑功能。

4．用74LS153实现逻辑函数

(1)参考图2－10－5，分析该图的实现方法，并验证其逻辑功能。