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1、译码器及数据选择器的应用一、实验目的1掌握译码器(74LS138)的逻辑功能和使用方法。2掌握数据选择器(74LS151)的逻辑功能和使用方法。二、实验原理译码器和数据选择器都属于中规模集成电路,中规模集成器件多数是专用的功能器件,具有某种特定的逻辑功能,采用这些功能器件实现组合逻辑函数,基本采用逻辑函数对比法。在一般情况下,使用译码器和附加的门电路实现多输出逻辑函数较方便,而使用数据选择器实现单输出逻辑函数较方便。1.译码器一个n变量的译码器的输出包含了n变量的所有最小项.例如,如图5.1.4-1是3线/8线译码器 (74LS138) ,有三个选通端、和,只有当=1、+=0时,译码器才被选通
2、,否则,译码器被禁止,所有的输出端被封锁在高电平。利用选片作用也可以将多片连接起来以扩展译码器的功能。8个输出包含3个变量的全部最小项的译码。表5.1.4-1是3线8线译码器的功能表。用n变量译码器加上输出与非门电路,就能获得任何形式的输入变量不大于n的组合逻辑电路。 图1 74LS138(3线/8线译码器)2.数据选择器一个n个地址端的数据选择器,具有对2 n个数据选择的功能。例如,八选一数据选择器(74LS151),如图2所示,n3,可完成八选一的功能,见表2。由真值表可写出:数据选择器又称多开路开关,其功能是在多路并行传输数据中选通一路送到输出线上。 图2 74LS151(八选一数据选择
3、器) 表5.1.4-2 74LS151功能表控 制输 入输 出 Y 1 0 100 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 三、实验仪器及器材 数字实验箱一台,集成芯片74LS00、74LS20、74LS138、74LS151各一块,导线若干。四、实验内容1. 三输入变量译码器(74LS138) )功能测试:地址输入端210是一组三位二进制代码,其中权最高,0权最低。按实验电路图3接线,将实现结果填入功能表3中。 表 3输 入输 出A2 A1 A0 0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1
4、A2 Y0A1 Y1A0 Y2Y3Y4Sa Y5Sb Y6Sc Y7 74LS138 1图3 电路图)用译码器(74LS138)和与非门(74LS20)实现多输出逻辑函数。首先进行功能设计并确定实验步骤:(1) 将函数1和2化为最小项表达式,并进行变换,即: = m1 + m 2 + m 3 + m 5 = 由3线线译码器功能表可知,每一个输出信号只对应一个最小项,即:则: (2)将输入变量、分别加到译码器的地址输入端210,用与非门作为1、2 的输出门,就可以得到译码器实现1、2 函数的逻辑电路。(3)设计完成电路图4,将测试结果填入真值表4中A2 Y0A1 Y1A0 Y2Y3Y4Sa Y5
5、Sb Y6Sc Y7 & F1 74LS138 1 F2 图 4 电路图A B CF1F20 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1表42八选一数据选择器(74LS151)D0 D1 D2 YD3D4 74LS151D5D6D7S A2 A1 A01)功能测试:测试电路如图5所示,是片选端,0时数据选择器工作,否则被禁止。 2)验证210为000,D0路选通,D0数据由输出:将D0接逻辑电平,当D0的数据输入为0时,应输出0;当D0的数据输入为时,应输出1,这表明输出为D0,其他验证于此类同。 A B C 图 5 电路图 表5A B CF00 0 000
6、0 100 1 000 1 101 0 001 0 101 1 001 1 11 3)用八选一数据选择器(74LS151)设计一个三路表决器。该电路有A、B、C三个输入端,分别表示三个人的表决情况,“同意”为1态,“不同意”为0态,当多数同意时,输出为1态,否则为0态。(1) 根据题意列出真值表,写出最小项逻辑表达式: F = 设计完成实验电路图(见图6),并将测试结果填入表6中。D0 D1 D2 YD3D4 74LS151D5D6D7S A2 A1 A0 表6A B CF0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1 A B C 图6 电路图 五、实验报告分析提示阅读本实验内容,完成实验内容的电路设计。六、思考题1分析74LS138的、端和74LS151的端的作用。2总结用译码器和多路选择器设计组合电路的方法。