集成电路数据选择器
集成电路数据选择器
1.74ls151集成电路数据选择器的功能
74ls151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端cba，可选择d0～d7 ８个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端ｙ和反相输出端ｗ。其逻辑图和引脚图分别如下所示：
功能表为：
输入
输出
使能
选择
ｙ
ｗ
ｇ
ｃ
ｂ
ａ
ｈ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｈ
ｈ
ｈ
ｈ
ｌ
ｌ
ｈ
ｈ
ｌ
ｌ
ｈ
ｈ
ｌ
ｈ
ｌ
ｈ
ｌ
ｈ
ｌ
ｈ
ｌ
d0
d1
d2
d3
d4
d5
d6
d7
ｈ
由逻辑图可知，该逻辑电路的基本结构为“与一或一非”形式。输入使能ｇ为低电平有效。输出ｙ的表达式为: 式中
。mi为cba的最小项。例如，当cba＝010时，根据最小项性质，只有m2为１，其余各项为０，故得ｙ＝d2，即只有d2传送到输出端。
上面所讨论的是１位数据选择器，如需要选择多位数据时，可由几个１位数据选择器并联组成，即将它们的使能端连在一起，相应的选择输入端连在一起。２位８选１数据选择器的连接方法如下图所示
。当需要进一步扩充位数时，只需相应地增加器件的数目。
可以把数据选择器的使能端作为地址选择输入 ，将两片74ls151连接成一个16选１的数据选择器，其连接方式如下图所示。16选16选１的数据选择器的地址选择输入有４为４位，其最高位ｄ与一个８选１数据选择器的使能端连接，经过一反相器反相后与零一另一个数据选择器的使能端连接。低３位地址选择输入端cba由两片74ls151的地址选择输入端相对应连接而成。
2.数据选择器的应用
数据选择器除实现有选择的传送数据外，还有其他用途，下面介绍几种典型应用。
(1)逻辑函数产生器
从74ls151得逻辑图可以看出，当使能端ｇ＝０时，ｙ是ｃ、ｂ、ａ和输入数据d0～d7的与或函数，它的表达式可以写成
式中mi是ｃ、ｂ、ａ构成的最小项。显然。当di＝１时，其对应的最小项mi在与或表达式中出现，当di＝０时，对应的最小项就不出现。利用这一点，不难实现组合逻辑函数。
已知逻辑函数，利用数据选择器构成函数产生器的过程是，将函数变换成最小项表达式，根据最小项表达式确定各数据输入端的二元常量。将数据选择器的地址信号ｃ、ｂ、ａ作为函数的输入变量，数据输入d0～d7，作为控制信号，控制各最小项在输出逻辑函数中是否出现，使能端ｇ始终保持低电平，这样８选１数据选择器就成为一个３变量的函数产生器。
例1 试用８选１数据选择器74ls151产生逻辑函数
解：把式变换成最小项表达式：
显然d3、d5、d6、d7，都应该等于１ ，而式中没有出现的最小项m0，m1，m2，m4的控制变量d0、d1、d2、d4都应该等于０，由此可画出该逻辑函数产生器的逻辑图：
例2 试用与上例相同的８选１数据选择器产生
解：根据表达式列出真值表如下：
从表中可以看出，凡使l值为1的那些最小项，其控制变量应该等于１，即d1、d2、d4、d7等于１（对应xyz：001、010、100、111），其他控制变量均等于０。由此可得逻辑函数产生器：
通过上面两例可以看出，与用各种逻辑门设计组合逻辑电路相比
，使用数据选择器的好处是无需对函数化简。
（2）实现并行数据到串行数据的转换
上图是实现并／串行转换的电路框图和输出信号时序图。
电路由８选１数据选择器和１个３位二进制计数器构成。计数器的作用是累计时钟脉冲的个数，当时钟脉冲cp一个接一个送入时，计数器的输出端q2q1q0从000→001→010→…→111依次变化。由于q2q1q0与选择器的地址输入端ｃ、ｂ、ａ相连，因此ｃ、ｂ、ａ就随时钟脉冲的逐个输入从000到111变化，选择器的输出ｙ随之接通d0、d1、d2
、…dn。当选择器的数据输入端d0～d7与一个并行８位数01001101相连时，输出端得到的就是一串随时钟节拍变化的数据０－１－０－０
－１－１－０－１，这种数称为串行数据。为了简单起见，图中时序图的时钟脉冲cp画成了尖窄脉冲。
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1.74ls151集成电路数据选择器的功能
74ls151是一种典型的集成电路数据选择器，它有3个地址输入端cba，可选择d0～d7 ８个数据源，具有两个互补输出端，同相输出端ｙ和反相输出端ｗ。其逻辑图和引脚图分别如下所示：
功能表为：
输入
输出
使能
选择
ｙ
ｗ
ｇ
ｃ
ｂ
ａ
ｈ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｌ
ｈ
ｈ
ｈ
ｈ
ｌ
ｌ
ｈ
ｈ
ｌ
ｌ
ｈ
ｈ
ｌ
ｈ
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ｈ
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d0
d1
d2
d3
d4
d5
d6
d7
ｈ
由逻辑图可知，该逻辑电路的基本结构为“与一或一非”形式。输入使能ｇ为低电平有效。输出ｙ的表达式为: 式中
。mi为cba的最小项。例如，当cba＝010时，根据最小项性质，只有m2为１，其余各项为０，故得ｙ＝d2，即只有d2传送到输出端。
上面所讨论的是１位数据选择器，如需要选择多位数据时，可由几个１位数据选择器并联组成，即将它们的使能端连在一起，相应的选择输入端连在一起。２位８选１数据选择器的连接方法如下图所示
。当需要进一步扩充位数时，只需相应地增加器件的数目。
可以把数据选择器的使能端作为地址选择输入 ，将两片74ls151连接成一个16选１的数据选择器，其连接方式如下图所示。16选16选１的数据选择器的地址选择输入有４为４位，其最高位ｄ与一个８选１数据选择器的使能端连接，经过一反相器反相后与零一另一个数据选择器的使能端连接。低３位地址选择输入端cba由两片74ls151的地址选择输入端相对应连接而成。
2.数据选择器的应用
数据选择器除实现有选择的传送数据外，还有其他用途，下面介绍几种典型应用。
(1)逻辑函数产生器
从74ls151得逻辑图可以看出，当使能端ｇ＝０时，ｙ是ｃ、ｂ、ａ和输入数据d0～d7的与或函数，它的表达式可以写成
式中mi是ｃ、ｂ、ａ构成的最小项。显然。当di＝１时，其对应的最小项mi在与或表达式中出现，当di＝０时，对应的最小项就不出现。利用这一点，不难实现组合逻辑函数。
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例1 试用８选１数据选择器74ls151产生逻辑函数
解：把式变换成最小项表达式：
显然d3、d5、d6、d7，都应该等于１ ，而式中没有出现的最小项m0，m1，m2，m4的控制变量d0、d1、d2、d4都应该等于０，由此可画出该逻辑函数产生器的逻辑图：
例2 试用与上例相同的８选１数据选择器产生
解：根据表达式列出真值表如下：
从表中可以看出，凡使l值为1的那些最小项，其控制变量应该等于１，即d1、d2、d4、d7等于１（对应xyz：001、010、100、111），其他控制变量均等于０。由此可得逻辑函数产生器：
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