数字逻辑-第十讲-数据选择器和分配器课件

内容：数据选择器和分配器目的与要求：1．掌握四选一、八选一的逻辑功能，对应MSI器件的使用2．掌握用数据选择器实现逻辑函数的方法3．了解数据分配器的逻辑功能重点与难点：数据选择器的逻辑功能及其实现逻辑函数的方法内容：数据选择器和分配器1数据选择器在多路数据传输过程中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输。这就需要用到数据选择器。在数据选择器中，通常用地址输入信号来完成挑选数据的任务。因此数据选择器定义为：根据地址码的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路。数据选择器的功能相当于一个单刀多掷开关

。多路输入信号：N个；输出信号：1个；地址码：n位；

2n ≥N数据选择器在多路数据传输过程中，经常需要将其中21.4选1数据选择器00001100D300D200D111D0000D0D0D01.4选1数据选择器00001100D300D200D31.4选1数据选择器地址码决定从４路输入中选哪１路输出（数据通道）数据输入端地址输入端（选择控制信号）使能端EN是使能端，低电平有效：当EN=1时，输出Y=0，即无效。当EN=1时，在地址输入A1A0的控制下,从D0~D3中选择一路输出。1.4选1数据选择器地址码决定从４路输入中选哪１路输出4四选一选择器构成八选一选择器00010010Y0Y0Y0四选一选择器构成八选一选择器00010010Y0Y0Y05集成数据选择器集成双4选1数据选择器74LS153选通控制端S为低电平有效，即时芯片被选中，处于工作状态；时芯片被禁止，。集成数据选择器集成双4选1数据选择器74LS15362.8选1数据选择器-74LS1512.8选1数据选择器-74LS1517数据选择器74LS151的扩展001工作不工作0101D50D5数据选择器74LS151的扩展001工作不工作0108数据选择器74LS151的扩展110不工作工作1100D120D12数据选择器74LS151的扩展110不工作工作11093.数据选择器实现逻辑函数原理：从前述分析可知，数据选择器是地址选择变量最小项的输出器；而任何一个逻辑函数都可以表示为最小项之和的标准形式。因此，用数据选择器可以很方便地实现逻辑函数。方法：表达式比较法（公式法）；卡诺图比较法。1）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，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。2）当逻辑函数的变量个数多于数据选择器的地址输入变量个数时（逻辑函数的变量个数最多比数据选择器的地址输入变量个数多一个），应分离出多余的变量，将余下的变量分别有序地加到数据选择器的地址输入端上。3.数据选择器实现逻辑函数原理：从前述分析可知，数据选择器10确定数据选择器确定地址变量

2

1n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。3个变量，选用4选1数据选择器。A1=A、A0=B逻辑函数

1选用74LS153

274LS153有两个地址变量。确定数据选择器确定地址变量21n个地址变量的数据11求Di

3（1）公式法函数的标准与或表达式：4选1数据选择器输出信号的表达式：比较L和Y，得：

3求Di3（1）公式法函数的标准与或表达式：4选1数据选12画连线图

4

4画连线图4413求Di的方法（2）真值表法真值表C=1时L=1，故D0=CC=0时L=1，故D1=CL=0，故D2=0L=1，故D3=1求Di的方法（2）真值表法真值表C=14求Di的方法（3）图形法m0m1m3m2D0=CD1=CD3=1D2=0求Di的方法（3）图形法m0m1m3m2D0=CD1=CD315例：用数据选择器实现函数：①选用8选1数据选择器74LS151②设A2=A、A1=B、A0=C③求DiD0=DD2=1D6=1D4=DD1=DD3=0D7=0D5=1例：用数据选择器实现函数：①选用8选1数据选择器74LS1516④画连线图④画连线图171）用具有n个地址端的数据选择器实现n变量函数例1：用8选1数据选择器实现逻辑函数Y=AB+AC+BC。解一：表达式比较法求解。（1）将函数表达式转换为标准与-或表达式如下：（2）令A=A2、B=A1、C=A0，将上述表达式与8选1数据选择器输出函数表达式比较可得：

D0=D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=D7=11）用具有n个地址端的数据选择器实现n变量函数18解二：卡诺图比较法求解。（1）分别作出逻辑函数卡诺图和8选1数据选择器卡诺图如下（2）令A2=A、A1=B、A0=C，比较两个卡诺图可得：

D0=D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=D7=1ABC解二：卡诺图比较法求解。（2）令A2=A、A1=B、A0=C192）有n个地址端的数据选择器实现m变量函数（m>n）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。

例如：下图（a）为一个四变量的卡诺图，若把变量D作为记图变量，把它从卡诺图的变量中消去，则得三变量的降维图，如图（b）所示。

2）有n个地址端的数据选择器实现m变量函数（m>n）20若用八选一数据选择器实现该图（a）表示的函数，用图（b）降维卡诺图与八选一数据选择器的卡诺图相对应得：

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。若用八选一数据选择器实现该图（a）表示的函数，21数据分配器数据分配是数据选择的逆过程。根据地址信号的要求，将一路数据分配到指定输出通道上去的电路，称为数据分配器。由地址码决定将输入数据Ｄ送给哪１路输出。逻辑表达式地址变量输入数据数据分配器数据分配是数据选择的逆过程。由地址码22逻辑图逻辑图23集成数据分配器把二进制译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址码输入端，则带使能端的二进制译码器就是数据分配器。由74LS138构成的1路-8路数据分配器数据输入端地址输入端0101高电平低电平集成数据分配器把二进制译码器的使能端作为数据输