数字电路 数据选择器ppt课件

.,1,4.5数据选择器,数据选择器,概述,.,2,一、概述,在多个通道中选择其中的某一路，或个信息中选择其中的某一个信息传送或加以处理。,将传送来的或处理后的信息分配到各通道去。,数据选择器,数据分配器,多输入,一输出,选择,一输入,多输出,分配,4.5数据选择器,.,3,发送端，并串,接收端，串并,一、概述,4.5数据选择器,.,4,二、数据选择器,（一）分类：二选一、四选一、八选一、十六选一,A1A0通道选择信号(地址码输入）,D3D0数据输入端,使能控制端,选择器处于工作态,1.四选一数据选择器,.,5,4选1数据选择器的电路分析,4选1数据选择器,Y：数据选择输出端。,4路数据输入端,2位地址码输入端,使能信号输入端，低电平有效,1路数据输出端,（1）逻辑电路,.,6,00,D0,D1,D2,D3,01,10,11,（2）工作原理及逻辑功能,=1,0,000D0,001D1,010D2,011D3,=0,功能表,.,7,2、双四选一数据选择器CT74LS153,.,8,8路数据输入端,3个地址输入端,1个使能输入端,2个互补输出端,74LS151的逻辑图,3、八选一数据选择器CT74LS151,.,9,3、八选一数据选择器CT74LS151,:选择器处于工作态,.,10,当S=0时，W的表达式为:,当S=1时，W=0无效输出,74LS151的功能表,.,11,例1：试用最少数量的四选一选择器扩展成八选一选择器。,解：（1）用一片双四选一数据选择器，实现八个输入端（2）用使能端形成高位地址，实现三位地址，控制八个输入。,.,12,例2：用8选1扩展成16选1。,.,13,（1）字的扩展：组成16选1多路器,16选1数据选择器：数据输入端：16路通道地址码：4位。,16选1数据选择器,三、数据选择器应用,1.数据选择器的扩展,.,14,（2）位的扩展：二位八选一的连接方法,.,15,由多路器输出Y的表达式:,控制Di，就可得到不同的逻辑函数。,2.数据选择器实现逻辑函数产生器直接产生,.,16,逻辑函数产生器,将地址码输入A1A0逻辑变量其余逻辑变量Di称剩余函数,构成需要的逻辑函数,例：用四选一实现函数,解：,D0,D1,D2,D3,.,17,.,18,利用数据选择器直接实现逻辑函数产生器的一般步骤,例试用74LS151产生逻辑函数,a、将函数变换成最小项表达式,b、将使能端接有效电平,c、地址信号作为函数的输入变量（注意高低位）,d、数据输入作为控制信号,L=m3D3+m5D5+m6D6+m7D7,于是当D3=D5=D6=D7=1和D0=D1=D2=D4=0时，74151的输出即为逻辑函数L,解：,思考：多路器实现逻辑函数与译码器实现逻辑函数，两者之间有何区别与联系？,思考：可否仅用一片4选1实现同样的逻辑函数？,.,19,例用四选一数据选择器实现逻辑函数,解仔细观察函数F可以看出，F的各个与项均包含变量A、C，因此，用A、C作地址选择码是合适的。将F作如下变形:,并与四选一的逻辑表达式进行比较可见，地址选择码A1A0=AC，数据输入分别为D0=0，D1=1，D2=D，由此画出实现电路如下图。,.,20,.,21,由多路器输出Y的表达式:,3.数据选择器实现逻辑函数产生器应用剩余函数,改变D3D0的不同输入，可以实现不同的函数F；,或者改变不同的地址输入（或地址输入的接法），也可以实现不同的函数F；,在确定地址输入的条件下，决定数据输入端的逻辑变量和逻辑常量的接法，即决定剩余函数,.,22,4、用数据选择器实现逻辑函数,（1）用2n选一数据选择器实现n变量逻辑函数。,2n选1数据选择器，输出端Y的函数表达式,n变量逻辑函数的最小项表达式：,若F=Y，要将函数F的输入变量作为选择器的地址端，并且,.,23,例：用8选1数据选择器实现函数,.,24,（2）用2n选一数据选择器实现m变量逻辑函数（mn）,a扩展法将2n选一数据选择器扩展为2m选一数据选择器,例：用8选1数据选择器实现,.,25,b降维图法,卡诺图的维数卡诺图的变量数。,降维卡诺图某些变量作为卡诺图内的值。,记图变量作为降维卡诺图中小方格中值的变量。,降维图的作法：若记图变量为x，对于原卡诺图中，当x=0时，原图单元值为F；当x=1时，原图单元值为G，则在新的降维图中对应的单元中填入子函数,.,26,例：试分别用四选一和八选一选择器实现逻辑函数,解：,用四选一实现：,AB,地址码输入A1A0,用八选一实现：,ABC,地址码输入A2A1A0,.,27,用四选一实现：,D0=1,D3=0,用八选一实现：,D0=D1=1,D2=D3=D,D6=D7=0,（二）数据选择器的应用,.,28,4.6组合电路中的竞争与冒险,竞争与冒险的判断,竞争与冒险,冒险现象的消除,.,29,当A=B=1时，F=1,一、竞争与冒险,.,30,竞争：,冒险：,在组合电路中，信号经由不同的途径达到某一会合点的时间有先有后。,由于竞争而引起电路输出发生瞬间错误现象。表现为输出端出现了原设计中没有的窄脉冲，常称其为毛刺。,4.6组合电路中的竞争与冒险,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。,.,31,二、竞争与冒险的判断,代数法,当函数表达式可以化成：,即含有互补变量，A变量变化可能引起冒险。,卡诺图法,如函数卡诺图上为简化作的圈相切，且相切处又无其他圈包含，则可能有险象。,当A=B=1时，,.,32,三、冒险现象的消除,1.利用冗余项,只要在卡诺图两圈相切处增加一个圈（冗余），就能消除冒险。,由此得函数表达式为：,.,33,.吸收法,在输出端加小电容C可以消除毛刺。但是输出波形的前后沿将变坏,在对波形要求较严格时，应再加整形电路。,三、冒险现象的消除,.,34,3.取样法,电路稳定后加入取样脉冲，在取样脉冲作用期间输出的信号才有效，可以避免毛刺影响输出波形。,加取样脉冲原则：,“或”门及“或非”门加负取样脉冲,“与”门及“与非”门加正取样脉冲,三、冒险现象的消除,.,35,利用冗余项：只能消除逻辑冒险，而不能消除功能冒险；适用范围有限；,三种方法比较：,取样法：加取样脉冲对逻辑冒险及功能冒险都有效。目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。,吸收法：加滤波电容使输出信号变坏，引起波形的上升、下降时间变长，不宜在中间级使用。实验调试阶段采用的应急措施；,三、冒险现象的消除,.,36,加法器、比较器、译码器、编码器、数据选择器和码组检验器等。,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。,根据已经给定的逻辑电路，描述其逻辑功能。,根据设计要求构成功能正确、经济、可靠的电路,（）组合电路,（）组合电路的分析,（）组合电路的设计,（）常用的中规模组合逻辑模块,小结,.,37,(5)上述组合逻辑器件除了具有其基本功能外，还可用来设计组合逻辑电路。应用中规模组合逻辑器件进行组合逻辑电路设计的一般原则是：使用MSI芯片的个数和品种型号最少，芯片之间的连线最少；(6)用MSI芯片设计组合逻辑电路最简单和最常用的方法：用数据选择器设