数字电子线路基础：2-3--数据选择器及数值比较器的逻辑功能及应用.docx

1 .3数据选择器及数值比拟器的逻辑功能
及应用
2 .实验目的(1)熟悉数据选择器的逻辑功能和使用方法。
(2)熟悉数值比拟器的逻辑功能和使用方法。
(3)掌握数据选择器的一般应用。
(4)熟悉全加器的逻辑功能和用数据选择器实现的方法。
3 .实验仪器设备(1)数字电路实验箱。
(2)数字万用表。
(3)数字集成电路：74151 8选1数据选择器74854位数值比拟器
74324或门
4 .预习(1)复习实验所用芯片的逻辑功能及逻辑函数表达式。
(2)复习实验所用芯片的结构图、管脚图和功能表。
(3)复习实验所用的相关原理。
(4)按要求设计实验中的各电路。
5 .实验原理
(1)数据选择器的逻辑功能和使用方法。数据选择器的逻辑功能是通过控 制端口选择出输入端口，将输入端口的数据送到输出端口，例如74HC151是一个 8选1的数据选择器，具有A、B、C三个控制端口，当ABC是000的时候数据选 择器选择了 D0的数据送到输出端口 Y,当ABC是001的时候，选择了 D1的数据 送到输出端口 Y,以此类推。数据选择器74151正常工作store端口需为低电平。 数据选择器除了具有输出Y端口外还有与其反相的端口 W输出，可以根据后续电 路需要进行选用。
(2)数值比拟器的逻辑功能和使用方法。数值比拟器的逻辑功能是比拟输 入的两组二进制数的大小并产生对应的比拟结果输出，比拟结果包括三种：大于、 小于和等于，在三个不同的端口输出这三种比拟结果的逻辑状态，N位的比拟器输出都为这三种结果。74HC283是一个四位的数值比拟器，因此有8个输入端口， 构成两个四位二进制数的输入。除此之外，74283还有三个输入端口 I,分别表 示来自低位比拟器的比拟结果，用于级联构成更多位的比拟器，如果是最低位 IC,要对I端口进行处理。
(3)全加器的逻辑功能。一位全加器包括三个输入端和两个输出端，输入 端分别是加数、被加数和来自低位的进位，输出端是加的结果和向高位的进位, 即两条三变量的逻辑函数表达式，因此可以用74151实现。
(4)用74151实现任意三变量逻辑函数。74151的Y输出端口可以很容易 地实现控制端A、B、C的逻辑函数，只要将逻辑函数转换成用最小项表达的形式， 74151的输入端口 D对应着八个三变量逻辑函数的最小项，要实现的逻辑函数包 括的最小项对应的DI连接逻辑电平1,不包括的最小项对应的DI连接逻辑电平 0,即可实现Y是ABC的三变量逻辑函数。
6 .实验IC结构图和引脚图74HC151 8选1数据选择器
DATA INPUTS
DATA SELECT
D4
06
D5
07
C
A
6
10
9
13
12
7
8
3
5
6
D2
D1
DO
D3
VCC
I-
W STROBE GND
DATA INPUTS
OUTPUTS
Select
Strobe s
Y
W
C
B
A
X
X
X
H
L
H
L
L
L
L
DO

L
L
H
L
D1

L
H
L
L
D2

L
H
H
L
D3
D3
H
L
L
L
D4
D4
H
L
H
L
D5
D5
H
H
L
L
D6
D6
H
H
H
L
D7
D7

Outputs
Inputs

图2.3.174151的结构图与真值表
(1) 74HC85 4位数值比拟器。
DATA INPUTS
B3 A<6 A = 8 A>B A>B A«B A<B GNDDATA
INPUT CASCADMG INPUTS OUTPUTS

Comparing

Cascading

Outputs

Inputs

Inputs

A3, B3
A2, B2
A1, B1
AO, BO
A>B
A<B
A = B
A>B
A<B
A=B
A3>B3
X
X
X
X
X
X
H
L
L
A3<B3
X
X
X
X
X
X
L
H
L
A3 = B3
A2>B2
X
X
X
X
X
H
L
L
A3 = B3
A2<B2
X
X
X
X
X
L
H
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 >B1
X
X
X
X
H
L
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 <B1
X
X
X
X
L
H
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 = B1
A0>B0
X
X
X
H
L
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 = B1
A0<B0
X
X
X
L
H
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 = B1
A0 = B0
H
L
L
H
L
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 = B1
A0 = B0
L
H
L
L
H
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 = B1
A0 = B0
L
L
H
L
L
H
A3 = B3
A2 = B2
A1 = B1
A0 = B0
X
X
H
L
L
H
A3 = B3
A2 = B2
A1 =B1
A0 = B0
H
H
L
L
L
L
A3 = B3
A2 = B2
A1 = B1
A0 = B0
L
L
L
H
H
L
图74HC85的结构图与功能表
7 .实验内容及步骤(1)数据选择器的逻辑功能测试。
输入
控制
端
输出
A
B
c

0
0
0

0
0
1

0
1
0

0
1
1

1
0
0

1
0
1

1
1
0

1
1
1

X
X
X

表2.3.1 74151的功能表测试
（2）数值比拟器的逻辑功能测试（表格自拟）。
（3）用74HC151设计一位全加器。
其模型如图2. 3. 3所示,要求如下:
①写出真值表。
②写出两条相关的最小项表达式。
③画出接线图。
④实验验证其逻辑功能。
ayB 全加器 S
Ci图2. 3. 3 全加器模型图
C
B
A
Fi
f2
0
0
0

0
0
1

0
1
0

0
1
1

1
0
0

1
0
1

1
1
0

1
1
1

表真值表
(4)应用74LS151和74LS138设计一个8位数据传输电路。其功能是能将8个输入数据中的任何一个传送到8个输出端中的任何一个输出端。如何连接, 试画出接线图。
8 .思考题(1)数据选择器和唯一地址译码器设计任意三变量逻辑函数有什么不同的
特点?
(2)数值比拟器如何扩展输入端口数目？
(3)总结本次实验的心得。