实验四数据选择器
一、实验目的
1. 熟悉中规模集成数据选择器的逻辑功能及测试方法。

2. 学习用集成数据选择器进行逻辑设计。

二、实验原理
数据选择器是常用的组合逻辑部件之一。

它由组合逻辑电路对数字信号进行控制来完成较复杂的逻辑功能。

它有若干个数据输入端D0、D1、…，若干个控制输入端A0、A1、…和一个输出端Y0。

在控制输入端加上适当的信号，即可从多个输入数据源中将所需的数据信号选择出来，送到输出端。

使用时也可以在控制输入端上加上一组二进制编码程序的信号，使电路按要求输出一串信号，所以它也是一种可编程序的逻辑部件。

中规模集成芯片74LS153为双四选一数据选择器，引脚排列如图7—1所示，其中D0，D1，D2，D3为四个数据输入端，Y为输出端，A1，A2为控制输入端(或称地址端)同时控制两个四选一数据选择器的工作，G为工作状态选择端(或称使能端)。

74LS153的逻辑功能如表7—1所示，当1
=G
G时电路不工作，此
1=
2
)
(
时无论A1、A0处于什么状态，输出Y总为零，即禁止所有数据输出，当(
=G
G时，电路正常工作，被选择的数据送到输出端，如A1A0=01，则选1=
)
2
中数据D1输出。

图7—1 图7—2
表7—1
当G =0时，74LS153的逻辑表达式为
中规模集成芯片74LS151为八选一数据选择器，引脚排列如图7—2所示。

其中D 0—D 7为数据输入端，)(Y Y 为输出端，A 2、A 1、A 0为地址端，74LS151的逻辑功能如表7—2所示。

逻辑表达式为
数据选择器是一种通用性很强的中规模集成电路，除了能传递数据外，还可用它设计成数码比较器，变并行码为串行及组成函数发生器。

本实验内容为用数据选择器设计函数发生器。

用数据选择器可以产生任意组合的逻辑函数，因而用数据选择器构成函数发生器方法简便，线路简单。

对于任何给定的三输入变量逻辑函数均可用四选一数据选择器来实现，同时对于四输入变量逻辑函数可以用八选一数据选择器来实现。

应当指出，数据选择器实现逻辑函数时，要求逻辑函数式变换成最小项表达式，因此，对函数化简是没有意义的。

表7—2
例：用八选一数据选择器实现逻辑函数
CA BC AB F +==
D
A A D A A D A A D A A Y 3
1
2
1
1
1
1
+++=
D
A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A D A A A Y 7
2
6
1
2
5
1
2
4
1
2
3
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
+++
++++=
写出F的最小项表达式
+
F+
+
+
=
+
=
AB
C
A B C
A B C
BC
AB
BC
CA
A
先将函数F的输入变量A、B、C加到八选一的地址端A2、A1、A0，再将上述最小项表达式与八选一逻辑表达式进行比较(或用两者卡诺图进行比较)不难得出
D0=D1=D2=D4=0
D3=D5=D8=D7=1
图7—3为八选一数据选择器实现F=AB+BC+CA的逻辑图。

如果用四选一数据选择器实现上述逻辑函数，由于选择器只有两个地址端A1、A0，而函数F有三个输入变量，此时可把变量A、B、C分成两组，任选其中两个变量(如A、B)作为一组加到选择器的地址端，余下的一个变量(如C)作为另一组加到选择器的数据输入端，并按逻辑函数式的要求求出加到每个数据输入端D0—D7的C的值。

选择器输出Y便可实现逻辑函数F。

当函数F的输入变量小于数据选择器的地址端时，应将不同的地址端及不用的数据输入端都接地处理。

三、实验设备与器件
1. EEL—08组件
2. 双四选一数据选择器74LS153×1(或CC4512×1)
八选一数据选择器74LS151×1（或CC4539×1）
图7—3 图7—4
四、实验内容
1. 测试74LS153双四选一数据选择器的逻辑功能
地址端、数据输入端、使能端接逻辑开关，输出端接0—1指示器。

按表7—1逐项进行功能验证。

2. 用74LS153实现下述函数 (1)构成全加器
全加器和数S n 及向高位进位数C n 的逻辑方程为
图7—4为用74LS153实现全加器的接线图，按图连接实验电路，测试全加器的逻辑功能，记录之。

(2)构成三人表决电路
按自己设计用四选一构成三人表决电路接线，测试逻辑功能记录之。

(3)构成函数C A B C A F ++=
3. 测试74LS153八选一数据选择器的逻辑功能 按表7—2逐项进行功能验证。

4. 用74LS153实现下述函数 (1)三人表决电路
按图7—3接线并测试逻辑功能。

(2)B A B A F +=
按自己设计电路进行实验。

五、实验报告
1. 总结74LS153和74LS151的逻辑功能
2. 总结用数据选择器构成全加器的优点，并与实验四进行比较；
3. 论证自己设计各逻辑电路的正确性及优缺点。

六、预习要求
1. 复习数据选择器有关内容。

2. 设计用四选一数据选择器实现三人表决电路。

画出接线图，列出测试表格。

3. 设计用八选一数据选择器实现三人表决电路。

画出接线图，列出测试表格。

4. 设计用四选一实现C A B C A F ++=画接线图，列测试表格。

5. 设计用八选一实现B A B A F +=画接线图，列测试表格。

6. 怎样用四选一数据选择器构成十六选一电路。

c c c c s n n n n n
AB B A B A B A 1
111----+++=C C C C C
n n n n n
AB AB B A B A 1
111----+++=。