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实验六 数据选择器及应用
一、实验目的
1、掌握数据选择器的工作原理及逻辑功能。
2、熟悉74LS153和74LS151的管脚排列和测试方法。 3、学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 二、实验任务
1、用双四选一数据选择器74LS153实现一位全减器。
2、用双四选一数据选择器74LS153设计一个四位奇偶校验器。 3、用八选一数据选择器74LS151设计一个多数表决电路。 4、用Multisim8进行仿真，并在实验仪器上实现。 三、实验原理
数据选择器又称多路转换器或多路开关，其功能是在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关，如图3.6.1所示，图中有四路数据D0 ～ D3通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中某一路数据送至输出端Y。
D0 数
输据D1 Y
出 输D2 入 D
3
A1 A0
地址码
图3.6.1 四选一数据选择器示意图
一个n个地址端的数据选择器，具有2n个数据选择功能。例如：数据选择器（74LS153），n = 2，可完成四选一的功能；数据选择器（74LS151），n = 3，可完成八选一的功能。
1、双四选一数据选择器74LS153
所谓双4选1数据选择器就是在一块集成芯片上有两个4选1数据选择器。集成芯片引脚排列如图3.6.2，功能如表3.6.1所示。
表3.6.1 74LS153功能表
2Y 输 入 输 出 A0 × 0 1 0 1 Y 0 D0 D1 D2 D3 S 1 0 1Y 0 0 0 A1 × 0 0 1 1
图3.6.2 74LS153引脚排列
1S、2S为两个独立的使能端；A1、A0为公用的地址输入端；1D0～1D3和2D0～2D3
分别为两个4选1数据选择器的数据输入端；Q1、Q2为两个输出端。 （1）当使能端1S（2S）＝1时，多路开关被禁止，无输出，Q ＝ 0。
（2）当使能端1S（2S）＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A1、A0的状态，将相应的数据D0～D3送到输出端Q。
如：A1A0＝00 则选择DO数据到输出端，即Q ＝ D0。
A1A0＝01 则选择D1数据到输出端，即Q＝D1，其余类推。
数据选择器的用途很多，例如多通道传输，数码比较，并行码变串行码，以及实现逻辑函数等。
2、八选一数据选择器74LS151
74LS151为互补输出的8选1数据选择器，集成芯片引脚排列如图3.6.3，功能如表3.6.2所示。
选择控制端（地址端）为A2～A0，按二进制译码，从8个输入数据D0～D7中，选择一个需要的数据送到输出端Q，S为使能端，低电平有效。
表3.6.2 74LS151功能表
输 入 S 1 0 0 0 Y Y 输 出 A0 × 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Y 1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 × 0 0 0 0 1 1 1 1 A1 × 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0
图3.6.3 74LS151引脚排列
（1）使能端S＝1时，不论A2 ～ A0状态如何，均无输出（Q＝0，Q＝1），多路开关被禁止。
（2）使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码A2、A1、A0的状态选择D0 ～ D7
中某一
个通道的数据输送到输出端Q。
如：A2A1A0＝000，则选择D0数据到输出端，即Q＝D0。
如：A2A1A0＝001，则选择D1数据到输出端,即Q＝D1，其余类推。
3、数据选择器的应用
数据选择器的应用很广，它可以作二进制比较器、二进制发生器、图形发生电路、顺序选择电路等。在应用中，设计电路时可以根据给定变量个数的需要，选择合适的多路选择器来完成，具体设计步骤如下：
（1）根据所给出组合逻辑函数的变量数，选择合适的多路选择器。一般是两个变量的函数选双输入多路选择器，三变量的函数选四输入多路选择器，四变量的函数选八输入多路选择器……。
（2）画出逻辑函数的卡诺图，确定多路选择器输入端和控制端与变量的连接形式，画出组合电路图。
例1：用双四选一数据选择器74LS153实现一位全加器。
解：根据全加器真值表，可写出和S，高位进位CO的逻辑函数，分别为：
S?A?B?CI?ABCI?ABCI?ABCI?ABCI CO??A?B?CI?AB?ABCI?ABCI?AB
A1A0作为两个输入变量，即加数和被加数A、B，D0～D3为第三个输入变量，即低位进位CI，1Y为全加器的和S，2Y全加器的高位进位CO，则可令数据选择器的输入为：
A1?A, A0?B
1D0?1D3?CI, 1D1?1D2?CI 2D0?0, 2D3?1, 2D1?2D2?CI
其逻辑电路如图3.6.4所示。 +5V
A B CO 21CI CI S
图3.6.4 用74LS153实现全加器逻辑图
例2：用8选1数据选择器74LS151实现函数Y?AB?AC?BC
解：采用8选1数据选择器74LS151可实现任意三输入变量的组合逻辑函数。
作出函数Y的功能表，如表3.6.2所示，将函数Y功能表与8选1数据选择器的功
能表相比较，可知（1）将输入变量C、B、A作为8选1数据选择器的地址码A2、A1、A0。（2）使8选1数据选择器的各数据输入D0～D7分别与函数Y的输出值一一相对应。
即：A2A1A0＝CBA，
D0＝D7＝0， D1＝D2＝D3＝D4＝D5＝D6＝1
则8选1数据选择器的输出Y便实现了函数。接线图如图5.5所示。
表3.6.3 函数Y?AB?AC?BC功能表 Y 输 入 输 出 Y C B A Y 0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 1 1 0 1 1 0 图3.6.5 用8选1数据选择器实现 Y?AB?AC?BC
四、实验仪器与器材
1、THD-4型数字电路实验箱 2、GOS-620示波器
3、器材：74LS00 四-2输入与非门 74LS32 四-2输入或门 74LS86 四-2输入异或门 74LS153 双四选一数据选择器 74LS151 八选一数据选择器 五、实验内容与步骤
1、用双四选一数据选择器74LS153实现一位全减器。输入为被减数、减数和来自低位的借位；输出为两数之差和向高位的借位信号。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。
2、用双四选一数据选择器74LS153设计一个四位奇偶校验器。要求：含有奇数1时，输出为“1”，含有偶数个1时（包含0000）输出为“0”。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。
3、用八选一数据选择器74LS151设计一个多数表决电路。该电路有三个输入端A、B、C，分别代表三个人的表决情况。“同意”为1态，“不同意”为0态，当多数同意时，输出为1态，否则输出为0态。写出设计过程，画出逻辑图。用Multisim8进行仿真，分析仿真结果。在实验仪器上进行验证。 六、实验报告要求
1、列写实验任务的设计过程，画出设计的逻辑电路图，并注明所用集成电路的引脚号。 2、拟定记录测量结果的表格。
3、总结74LS153、74LS151的逻辑功能和特点。 4、总结用数据选择器实现组合逻辑电路的方法。 七、预习要求
1、复习组合逻辑电路的分析方法及设计方法。 2、了解数据选择器的原理及功能。
3、按本次实验内容及要求设计电路，列出表格。