《电工电子技术课件：第三十三讲 数据分配器与数据选择器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术课件：第三十三讲 数据分配器与数据选择器（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电工电子技术第三十三讲主要内容：数据分配器与数据选择器4.5.2 二二- -十进制显示译码器十进制显示译码器 在数字电路中，常常需要在数字电路中，常常需要在数字电路中，常常需要在数字电路中，常常需要把运算结果用十进制把运算结果用十进制把运算结果用十进制把运算结果用十进制 数显示出来，数显示出来，数显示出来，数显示出来，这就要用这就要用这就要用这就要用显示译码器显示译码器显示译码器显示译码器。二二 十十进进制制代代码码译译译译码码码码器器器器驱驱驱驱动动动动器器器器显显显显示示示示器器器器gfedcba 1. 1. 半导体数码管半导体数码管半导体数码管半导体数码管 由七段发光二极管构成由七段发光
2、二极管构成例：例： 共阴极接法共阴极接法a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1低低电电平平时时发发光光高高电电平平时时发发光光共阳极接法共阳极接法abcgdef+ +dgfecbagfedcba共阴极接法共阴极接法abcdefg 2. 2. 七段译码显示器七段译码显示器七段译码显示器七段译码显示器Q3 Q2Q1Q0agfedcb译译码码器器二二 十十进进制制代代码码( ( ( (共阴极共阴极共阴极共阴极) ) ) )100101111117个个4位位七段显示译码器状态表七段显示译码器状态表七段显示译码器状态表七段显示译码器状态表gfedcbaQ3 Q2
3、 Q1 Q0a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9输输输输 入入入入输输输输 出出出出显示显示显示显示数码数码数码数码A11A22LT3BI4RBI5
4、A36A07GND8911101213141516+UCC74LS247CT74LS247型译码型译码器的外引线排列图器的外引线排列图abcdefgBS204A0A1A2A3CT74LS247CT74LS247+5V来来自自计计数数器器七段译码器和数码管的连接图七段译码器和数码管的连接图5107abcdefgRBIBI LT动画动画BI灭灯输入灭灯输入 (低电平有效低电平有效)，全部关断，全部关断RBI灭零输入；灭零输入；(低电平有效低电平有效)当当RBI=0;A3A2A1A0=0 时灯灭，时灯灭， RBI=1;A3A2A1A0=0时，显示时，显示0。LT灯测试灯测试(低电平有效，且低电平有效
5、，且BI=1)，灯全亮，灯全亮4.6 数据分配器和数据选择器数据分配器和数据选择器 在数字电路中，当需要进行远距离多路数字在数字电路中，当需要进行远距离多路数字在数字电路中，当需要进行远距离多路数字在数字电路中，当需要进行远距离多路数字传输时，为了减少传输线的数目，发送端常通过传输时，为了减少传输线的数目，发送端常通过传输时，为了减少传输线的数目，发送端常通过传输时，为了减少传输线的数目，发送端常通过一条公共传输线，用多路选择器分时发送数据到一条公共传输线，用多路选择器分时发送数据到一条公共传输线，用多路选择器分时发送数据到一条公共传输线，用多路选择器分时发送数据到接收端，接收端利用多路分配器
6、分时将数据分配接收端，接收端利用多路分配器分时将数据分配接收端，接收端利用多路分配器分时将数据分配接收端，接收端利用多路分配器分时将数据分配给各路接收端，其原理如图所示。给各路接收端，其原理如图所示。给各路接收端，其原理如图所示。给各路接收端，其原理如图所示。使能端使能端使能端使能端多路选择器多路选择器多路选择器多路选择器多路分配器多路分配器多路分配器多路分配器发发发发送送送送端端端端接接接接收收收收端端端端IYD0D1D2D3SA1A0传输线传输线传输线传输线A0A1D0D1D2D3S数据选数据选数据选数据选择控制择控制择控制择控制数据分数据分数据分数据分配控制配控制配控制配控制4.6.1
7、数据选择器数据选择器从从多路多路数据中选择其中所需要的数据中选择其中所需要的一路一路数据输出。数据输出。例：例：四选一数据选择器四选一数据选择器输输入入数数据据输出数据输出数据使能端使能端D0D1D2D3WSA1A0控制信号控制信号11&111&1YD0D1D2D3A0A1S1000000“ “与与与与” ”门被封锁，选门被封锁，选门被封锁，选门被封锁，选择器不工作。择器不工作。择器不工作。择器不工作。74LS153型型4选选1数据选择器数据选择器11&111&1YD0D1D2D3A0A1S01D0 0000“ “与与与与” ”门打开，门打开，门打开，门打开，选择器工作。选择器工作。选择器工作
8、。选择器工作。由控制端决定选择由控制端决定选择哪一路数据输出。哪一路数据输出。选中选中D0 000110074LS153型型4选选1数据选择器数据选择器由逻辑图写出逻辑表达式由逻辑图写出逻辑表达式由逻辑图写出逻辑表达式由逻辑图写出逻辑表达式74LS153功能表功能表使能使能选选 通通输出输出SA0A1Y10000001100110D3D2D1D0 多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及多路选择器广泛应用于多路模拟量的采集及 A/D A/D 转换器中。转换器中。转换器中。转换器中。1S A11D31D21D11D01Y
9、地地74LS153(双双4选选1)2D32D22D12D02YA02SUCC15141312111091613245678A0A1A274LS151YD0D15D14D9D8.D7D6. D1D0SABCS 用用用用1 1片片片片74LS151型型8 8选选选选1 1数据选择器数据选择器数据选择器数据选择器74LS15174LS151功能表功能表功能表功能表选通选通选通选通选选选选 择择择择输出输出输出输出SA0A2Y100000D3D2D1D0A10D40D50D60D7000101 000011100110101111例例:用用用用74LS15174LS151型型型型8 8 8 8选选选选
10、1 1 1 1数据选择器实现逻辑函数式数据选择器实现逻辑函数式数据选择器实现逻辑函数式数据选择器实现逻辑函数式 Y=AB+BC+CAY=AB+BC+CA解：将逻辑函数式用最小项表示解：将逻辑函数式用最小项表示解：将逻辑函数式用最小项表示解：将逻辑函数式用最小项表示ABCCABCBABCABBCAAABCCCBAY+ + + += =+ + + + + += =)()()( 将输入变量将输入变量A、B、C分别对应地接到数据选分别对应地接到数据选择器的选择端择器的选择端A2 、A1 、 A0。由状由状态表可知表可知,将数将数据据输入端入端D3 、D5 、 D6 、 D7 接接“1”，其余其余输入端
11、入端接接“0”，即可即可实现输出出Y，如如图所示。所示。 将输入变量将输入变量将输入变量将输入变量A A、B B、C C分别分别分别分别对应地接到数据选择器的选对应地接到数据选择器的选对应地接到数据选择器的选对应地接到数据选择器的选择端择端择端择端 A A2 2 、A A1 1 、 A A0 0。由状由状由状由状态态表可知表可知表可知表可知, , 将数据将数据将数据将数据输输入端入端入端入端D D3 3 、D D5 5 、 D D6 6 、 D D7 7 接接接接“ “1 1” ”, ,其余其余其余其余输输入端入端入端入端接接接接“ “0 0” ”, ,即可即可即可即可实现输实现输出出出出Y
12、Y, , 如如如如图图所示所示所示所示。CT74LS151CT74LS151功能表功能表功能表功能表选通选通选通选通选选选选 择择择择输出输出输出输出SA0A2Y100000D3D2D1D0A20D40D50D60D7000101 000011100110101111CT74LS151ABCYSD7D6D5D4D3D2D1D0“1”ABCCABCBABCAY+ + + += =A2A1A04.6.2 数据分配器数据分配器将一个数据将一个数据将一个数据将一个数据分时分时分时分时分送到多个输出端输出。分送到多个输出端输出。分送到多个输出端输出。分送到多个输出端输出。数数数数据据据据输输输输入入入入
13、控制信号控制信号控制信号控制信号使能端使能端使能端使能端D DY Y0 0Y Y1 1Y Y2 2Y Y3 3S SA A1 1A A0 0数据输出端数据输出端数据输出端数据输出端确定芯片是否工作确定芯片是否工作确定芯片是否工作确定芯片是否工作确定将信确定将信确定将信确定将信号送到哪号送到哪号送到哪号送到哪个输出端个输出端个输出端个输出端数据分配器的功能表数据分配器的功能表数据分配器的功能表数据分配器的功能表Y Y3 3 Y Y2 2 Y Y1 1 Y Y0 0使能使能使能使能控控控控 制制制制输输输输 出出出出S SA A0 0A A1 11 10 00 00 00 00 00 01 11
14、10 00 01 11 10 0D D0 00 00 0 0 00 0D D0 00 00 00 00 0D D0 00 00 00 00 0D D4.6.3 4.6.3 综合应用举例综合应用举例例例1 交通信号灯故障检测电路交通信号灯故障检测电路交通信号灯在正常情况下，交通信号灯在正常情况下，红灯红灯红灯红灯(R)亮亮停车，停车，黄灯黄灯黄灯黄灯(Y)亮亮准备，准备，绿灯绿灯绿灯绿灯(G)亮亮通行。正通行。正常时，只有一个灯亮。如果灯全不亮或全亮或常时，只有一个灯亮。如果灯全不亮或全亮或两个灯同时亮，都是故障。两个灯同时亮，都是故障。解：解：解：解：灯亮灯亮灯亮灯亮 “1 1 1 1”表示，
15、灯灭表示，灯灭表示，灯灭表示，灯灭 “0 0 0 0”表示，表示，表示，表示，故障故障故障故障 “1 1 1 1”表示，正常表示，正常表示，正常表示，正常 “0 0 0 0”表示，表示，表示，表示，输入信号三个，输出信号一个输入信号三个，输出信号一个 (1) 1) 列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表列逻辑状态表 (2) (2) 写出逻辑表达式写出逻辑表达式写出逻辑表达式写出逻辑表达式(3) (3) 化简可得化简可得化简可得化简可得: :为减少所用门数为减少所用门数为减少所用门数为减少所用门数, ,将上式变换为将上式变换为将上式变换为将上式变换为: : 0 0 0 1 R R Y Y G F
16、F0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1 (4) (4) 画画画画逻辑图逻辑图逻辑图逻辑图FGYR&11&11KAKAKAKA 发生故障时，发生故障时，发生故障时，发生故障时，F F=1=1，晶体管导通晶体管导通晶体管导通晶体管导通, , 继电器继电器继电器继电器KAKA通电，其触点闭合通电，其触点闭合通电，其触点闭合通电，其触点闭合, , 故障指示灯亮。故障指示灯亮。故障指示灯亮。故障指示灯亮。触发器部分的学习要求：触发器部分的学习要求：1. 1. 掌握掌握掌握掌握 R RS S、J JKK、D D 触发器的逻辑功能及触发器的逻辑功
17、能及触发器的逻辑功能及触发器的逻辑功能及 不同结构触发器的动作特点。不同结构触发器的动作特点。不同结构触发器的动作特点。不同结构触发器的动作特点。2. 2. 掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、掌握寄存器、移位寄存器、二进制计数器、 十进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑十进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑十进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑十进制计数器的逻辑功能，会分析时序逻辑 电路。电路。电路。电路。3. 3. 学会使用本章所介绍的各种集成电路。学会使用本章所介绍的各种集成电路。学会使用本章所介绍的各种集成电
18、路。学会使用本章所介绍的各种集成电路。触发器与时序逻辑触发器与时序逻辑 电路的输出状态不仅取决于电路的输出状态不仅取决于电路的输出状态不仅取决于电路的输出状态不仅取决于当时当时当时当时的输入信号，的输入信号，的输入信号，的输入信号，而且与电路而且与电路而且与电路而且与电路原来的状态原来的状态有关，当输入信号消失后，有关，当输入信号消失后，有关，当输入信号消失后，有关，当输入信号消失后，电路状态仍维持不变电路状态仍维持不变电路状态仍维持不变电路状态仍维持不变。这种。这种。这种。这种具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能具有存贮记忆功能的的的的电路称为时序逻辑电路。电路称为时序逻辑电路。
19、电路称为时序逻辑电路。电路称为时序逻辑电路。时序逻辑电路的特点：时序逻辑电路的特点： 下面介绍下面介绍双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器双稳态触发器，它是构成时序电路它是构成时序电路它是构成时序电路它是构成时序电路的基本逻辑单元。的基本逻辑单元。的基本逻辑单元。的基本逻辑单元。l 集成触发器集成触发器 逻辑电路的记忆元件逻辑电路的记忆元件触发器的功能触发器的功能 触发器是数字时序逻辑电路的基本单元电路。触发器是数字时序逻辑电路的基本单元电路。它是由门电路构成的，且具有记忆功能，能够存储它是由门电路构成的，且具有记忆功能，能够存储1位二值信号。位二值信号。触发器的特点触发器的特点 具有两个能自
20、行保持的稳定状态具有两个能自行保持的稳定状态0状态和状态和1状态。用来表示二进制的状态。用来表示二进制的0和和1。触发器的现态和次态触发器的现态和次态 触发器接收输入信号之前的状态叫做现态，用触发器接收输入信号之前的状态叫做现态，用Qn表示。触发器接收输入信号之后的状态叫做次态，表示。触发器接收输入信号之后的状态叫做次态，用用Qn+1表示。表示。双稳态触发器双稳态触发器特点：特点：特点：特点：1 1、有、有、有、有两个稳定状态两个稳定状态两个稳定状态两个稳定状态“0”态态态态和和“1”态态；2、能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器置成能根据输入信号将触发器
21、置成“ “0”0”或或或或“ “1”1”态态态态；3 3、输入信号消失后，被置成的、输入信号消失后，被置成的、输入信号消失后，被置成的、输入信号消失后，被置成的“0”或或“1”态态态态能能能能 保存下来，即具有记忆功能。保存下来，即具有记忆功能。保存下来，即具有记忆功能。保存下来，即具有记忆功能。双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器：双稳态触发器： 是一种具有记忆功能是一种具有记忆功能是一种具有记忆功能是一种具有记忆功能的逻辑单元电路，它能储存的逻辑单元电路，它能储存的逻辑单元电路，它能储存的逻辑单元电路，它能储存一位二进制码。一位二进制码。一位二进制码。一位二进制码。4.4.14.4.1
22、 RS 触发器触发器两互补输出端两互补输出端一一一一 基本基本基本基本 R RS S 触发器触发器触发器触发器两输入端两输入端&Q QQ Q.G1&.G2S SD DR RD D 正常情况下，正常情况下，正常情况下，正常情况下，两输出端的状态两输出端的状态两输出端的状态两输出端的状态保持相反。通常保持相反。通常保持相反。通常保持相反。通常以以以以Q Q端的逻辑电端的逻辑电端的逻辑电端的逻辑电平表示触发器的平表示触发器的平表示触发器的平表示触发器的状态，即状态，即状态，即状态，即Q Q=1=1，Q Q=0=0时，称为时，称为时，称为时，称为“ “1”1”态；反之为态；反之为态；反之为态；反之为“
23、 “0”0”态。态。态。态。反馈线反馈线 触发器输出与输入的逻辑关系触发器输出与输入的逻辑关系100 01设触发器原态设触发器原态为为“1”态。态。翻转为翻转为“0”态态(1) SD=1，RD = 01 10 01 10 0Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D设原态为设原态为“0”态态10 00 01 11 11 10触发器保持触发器保持“0”态不态不变变复位复位0 0 结论结论: 不论不论 触发器原来触发器原来 为何种状态，为何种状态， 当当 SD=1， RD=0时时， 将使将使触发器触发器 置置“0”或称或称 为为复位复位。Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD
24、D0 01 1设原态为设原态为“0”态态0 01 11 11 10 00翻转为翻转为“1”态态(2) SD=0，RD = 1Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D设原态为设原态为“1”态态01 11 10 00 00 01触发器保持触发器保持“1”态不态不变变置位置位1 1 结论结论: 不论不论 触发器原来触发器原来 为何种状态，为何种状态， 当当 SD=0， RD=1时时， 将使将使触发器触发器 置置“1”或称或称 为为置位置位。Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D1 11 1设原态为设原态为“0”态态0 01 10 00 01 11保持为保持为“0”态态(3)
25、 SD=1，RD = 1Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D设原态为设原态为“1”态态11 11 10 00 00 01触发器保持触发器保持“1”态不态不变变1 1 当当 SD=1， RD=1时时， 触发器保持触发器保持 原来的状态，原来的状态， 即即触发器具触发器具 有保持、记有保持、记 忆功能忆功能。Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D110011111110若若G1先翻转，则触发器为先翻转，则触发器为“0”态态“1”态态(4) SD=0，RD = 0 当信号当信号SD= RD = 0同时变为同时变为1时，由时，由于与非门的翻转于与非门的翻转时间不可能完全时
26、间不可能完全相同相同，触发器状触发器状态可能是态可能是“1”态，态，也可能是也可能是“0”态，态，不能根据输入信不能根据输入信号确定。号确定。Q QQ Q.G1&.&G2S SD DR RD D10若先翻转若先翻转若先翻转若先翻转基本基本基本基本 R RS S 触发器状态表触发器状态表触发器状态表触发器状态表逻辑符号逻辑符号R RD D(Reset Direct)-(Reset Direct)-直接置直接置直接置直接置“0”“0”端端端端( (复位复位复位复位端端端端) )S SD D(Set Direct)-(Set Direct)-直接置直接置直接置直接置“1”“1”端端端端( (置位端置
27、位端置位端置位端) )QQSDRDSDRDQ1 0 0 置置00 1 1 置置11 1 不变不变 保持保持0 0 同时变同时变 1后不确定后不确定功能功能低电平有效低电平有效低电平有效低电平有效基本基本RS触发器触发器RSQQS=1R=111若：若：Qn=0001则：则：Qn+1=0Qn=1110Qn+1=1稳定状态稳定状态S=0R=101若：若：Qn=0Qn=1则：则： Qn+1=1 “1”状状态态S=1R=010 10若：若：Qn=0Qn=1则：则： Qn+1=0 “0”状状态态S=0R=001则：则：Qn+1=1Qn+1=1 触发器既不是触发器既不是1态，也不是态，也不是0态，而态，而且
28、在且在S和和R同时回到同时回到1后无法判定触发器后无法判定触发器将回到将回到1态还是态还是0态。在正常工作时，输态。在正常工作时，输入信号不允许输入入信号不允许输入S=R=0的信号。的信号。功能表功能表逻辑符号逻辑符号QQSRSRQ时序图时序图注意：注意：RSQQ&Qn Qn0 11 0 1* 1*110 1100 0Qn+1 Qn+1R SSRQQRS00, QQ11; RS由由0011,下一状态不定下一状态不定2. 2. 可控可控可控可控 RSRS 触发器触发器触发器触发器基本基本R-S触发器触发器导引电路导引电路& G4SR& G3C.& G1& G2.SDRDQQ时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲时钟脉冲作业：4.4.7、8、9
