实验三 译码器和数据选择器

实验三译码器和数据选择器一、实验目的1．熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能；2．掌握中规模集成译码器的使用方法及功能测试方法；3．了解集成译码器的应用。二、实验预习要求1．复习译码器电路工作原理；2．预习中规模集成电路译码器74LS138的逻辑功能及使用方法；3．仔细阅读实验原理与实验内容，设计相应的电路和数据表格。三、实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路，其功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平的信号，它是编码的反操作。译码器在数字系统中的用途比较广泛，它不仅常用于代码的转换，终端的数字显示，还用于数据分配、脉冲分配、存储器寻址和组合逻辑信号的产生等场合。常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器等种类，不同的功能需求可选用不同种类的译码器来实现。本实验采用TTL中规模集成译码电路74LS138译码器，它是一个3线－8线的二进制译码器。74LS138管脚分布图见附录，表实验3.1。因为74LS138有三个附加的控制端G1、G2A、G2B，利用其片选的作用可以级联扩展为其功能表译码器的功能，也可以利用其控制功能构成一个完整的数据分配器。输出端控制端选择端输出端控制端选择端输入端1.用74LS138实现组合逻辑功能由于二进制译码器的每一个输出均是输入代码的最小项函数，因此，配以适当的门电路，利用74LS138可以实现任意自变量数不超过三个的组合逻辑函数。如图实验3.1逻辑图所示，用一个74LS138和一个四输入与非门可以实现逻辑函数。。图实验3.图实验3.1逻辑图图实验3.2数据选择器原理示意图数据分配器也称多路分配器，其功能是，在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上。数据分配器是单输入、多输出组合逻辑电路。带控制输入端的译码器也是一个完整的数据分配器。如附录所示，如果把G1作为数据输入端（同时令G2A＝G2B＝0），将C、B、A作为地址输入端，那么从G1送来的数据只能通过由CBA所指定的一根数据线上送出去，实现数据的反码分配输出。3.数据选择器数据选择器也叫多路开关，其功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号，其原理如图实验3.2所示。数据选择器是一种多输入、单输出的组合逻辑多路。图实验3.3多通道数据传输系统由于多路数据选择器与多路数据分配器的功能正好相反，它们配合使用，可以实现在一条数据传输线上传送多路信号。如图实验3.3所示，在传送线STL的两端接以多路数据选择器和多路数据分配器，在相同地址输入的控制下即可实现多通道并行图实验3.3多通道数据传输系统AA1四、实验仪器设备1.TPE-AD型数字电路实验箱1台2.3线-8线译码器74LS1381块3.双四输入与非门74LS201块4.四两输入与非门74LS001块5.双四选一数据选择器74LS1531块五、实验内容及方法1.74LS138逻辑功能测试74LS138输入端接逻辑电平开关，输出端接电平指示灯，用真值表记录实验数据，分析并确认译码器的逻辑功能。使能输入输出10101010101010100dd1000001010011100101110111dddddd01111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111111111111当使能变量为1，为0时，无论输入，，取何种组合，输出中必然有一个且仅有一个为0，其余均为1，当使能变量为0，或为1时，禁止译码器的输出。2.用74LS138和74LS20构成一位全减器设计电路并在实验箱上实现之。全减器的输入，被减数A、减数B、低位来的借位C，接逻辑开关；全减器的输出，数据差D、向高位的借位C，接电平指示灯。观察输入与输出的状态变化，用真值表记录实验结果并分析之。输入输出0000010100111001011101110011110110000011和表示二进制数的第i位，表示本位最终运算结果，即就是低位向本位借位或本位向高位借位之后的最终结果，表示低位是否向本位借位，表示本位是否向高位借位。(,,)=m1+m2+m4+m7(,,)=m1+m2+m3+m73.用74LS138实现一个数据分配器设计电路并在实验箱上实现之。数据分配器的数据输入可采用实验箱1Hz信号源的输出端；地址及其它输入接逻辑开关；输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化，记录结果并分析之电路的功能。ABCY1Y2Y4Y7F0001111000111011010101110111111010001111101111101101111011111101功能：在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上。4.用74LS138和74LS153构成一个四通道数据传输系统设计电路并在实验箱上实现之。输入数据可利用实验箱上的信号源或逻辑开关；地址及其它输入接逻辑开关；输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化，记录结果并分析电路的功能。选择输入输出A1A0D0D1D2D3Y000XXX0001XXX101X0XX001X1XX110XX0X010XX1X111XXX0011XXX11功能：在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号。六、实验报告1.画出实验线路图，记录整理实验现象及实验所得的有关波形，对实验结果进行分析。利用74LS138实现数据分配器利用74LS138实现全减器功能测试74LS138逻辑功能利用74LS138实现数据分配器利用74LS138实现全减器功能测试74LS138逻辑功能利用74LS138实现数据选择器利用74LS138实现数据选择器根据74LS138的真值表对实验结果进行测试，且全部符合实验数据，证明逻辑功能的测试正确