數(shù)字電路數(shù)據(jù)選擇器

數(shù)字電路數(shù)據(jù)選擇器1第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日一、概述在多個通道中選擇其中的某一路，或個信息中選擇其中的某一個信息傳送或加以處理。將傳送來的或處理后的信息分配到各通道去。數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)分配器多輸入一輸出選擇一輸入多輸出分配4.5

數(shù)據(jù)選擇器2第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日發(fā)送端，并—串接收端，串—并一、概述4.5

數(shù)據(jù)選擇器3第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日二、數(shù)據(jù)選擇器多輸入一輸出選擇n（一）

分類：二選一、四選一、八選一、十六選一A1A0——通道選擇信號(地址碼輸入）D3~D0——數(shù)據(jù)輸入端——使能控制端——選擇器處于工作態(tài)1.四選一數(shù)據(jù)選擇器4第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日4選1數(shù)據(jù)選擇器的電路分析4選1數(shù)據(jù)選擇器Y：數(shù)據(jù)選擇輸出端。4路數(shù)據(jù)輸入端2位地址碼輸入端使能信號輸入端，低電平有效1路數(shù)據(jù)輸出端（1）邏輯電路5第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日00D0D1D2D3011011（2）工作原理及邏輯功能=10輸入輸出使能地址ENBAY1××00 0 0 D00 0 1 D10 1 0 D20 1 1 D3=0功能表6第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日使能端輸出端數(shù)據(jù)輸入公用控制輸入2、雙四選一數(shù)據(jù)選擇器CT74LS1537第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日8路數(shù)據(jù)輸入端3個地址輸入端1個使能輸入端2個互補(bǔ)輸出端74LS151的邏輯圖3、八選一數(shù)據(jù)選擇器CT74LS1518第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日3、八選一數(shù)據(jù)選擇器CT74LS151八選一需三位地址碼:選擇器處于工作態(tài)9第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日輸入輸出使能選擇W/WSA2A1A0HXXXLHLLLLD0LLLHD1LLHLD2LLHHD3LHLLD4LHLHD5LHHLD6LHHHD7當(dāng)S=0時，W的表達(dá)式為:當(dāng)S=1時，W=0無效輸出74LS151的功能表10第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日例1：試用最少數(shù)量的四選一選擇器擴(kuò)展成八選一選擇器。解：（1）用一片雙四選一數(shù)據(jù)選擇器，實(shí)現(xiàn)八個輸入端（2）用使能端形成高位地址，實(shí)現(xiàn)三位地址，控制八個輸入。11第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日例2：用8選1擴(kuò)展成16選1。12第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日（1）字的擴(kuò)展：組成16選1多路器16選1數(shù)據(jù)選擇器：數(shù)據(jù)輸入端：16路通道地址碼：4位。16選1數(shù)據(jù)選擇器三、數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用1.數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展13第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日（2）位的擴(kuò)展：二位八選一的連接方法14第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日由多路器輸出Y的表達(dá)式:

控制Di，就可得到不同的邏輯函數(shù)。D7WYEN74LS151D6D5D4D3D2D1D0CBA02.數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)產(chǎn)生器—直接產(chǎn)生15第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日◆邏輯函數(shù)產(chǎn)生器將地址碼輸入A1A0邏輯變量其余邏輯變量Di稱剩余函數(shù)構(gòu)成需要的邏輯函數(shù)例：用四選一實(shí)現(xiàn)函數(shù)解：D0D1D2D316第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日“0”BAC“1”17第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日利用數(shù)據(jù)選擇器直接實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)產(chǎn)生器的一般步驟例試用74LS151產(chǎn)生邏輯函數(shù)

a、將函數(shù)變換成最小項(xiàng)表達(dá)式b、將使能端接有效電平c、地址信號作為函數(shù)的輸入變量（注意高低位）d、數(shù)據(jù)輸入作為控制信號L=m3D3+m5D5+m6D6+m7D7于是當(dāng)D3=D5=D6=D7=1和D0=D1=D2=D4=0時，74151的輸出即為邏輯函數(shù)L解：思考：多路器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)與譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)，兩者之間有何區(qū)別與聯(lián)系？思考：可否僅用一片4選1實(shí)現(xiàn)同樣的邏輯函數(shù)？18第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日例用四選一數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)解仔細(xì)觀察函數(shù)F可以看出，F(xiàn)的各個與項(xiàng)均包含變量A、C，因此，用A、C作地址選擇碼是合適的。將F作如下變形:并與四選一的邏輯表達(dá)式進(jìn)行比較可見，地址選擇碼A1A0=AC，數(shù)據(jù)輸入分別為D0=0，D1=1，D2=D，，由此畫出實(shí)現(xiàn)電路如下圖。19第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日20第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日由多路器輸出Y的表達(dá)式:

3.數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)產(chǎn)生器—應(yīng)用剩余函數(shù)改變D3~D0的不同輸入，可以實(shí)現(xiàn)不同的函數(shù)F；或者改變不同的地址輸入（或地址輸入的接法），也可以實(shí)現(xiàn)不同的函數(shù)F；

在確定地址輸入的條件下，決定數(shù)據(jù)輸入端的邏輯變量和邏輯常量的接法，即決定剩余函數(shù)

21第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日4、用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)（1）用2n選一數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)n變量邏輯函數(shù)。2n選1數(shù)據(jù)選擇器，輸出端Y的函數(shù)表達(dá)式n變量邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式：若F=Y，要將函數(shù)F的輸入變量作為選擇器的地址端，并且22第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日例：用8選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)函數(shù)23第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日（2）用2n選一數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)m變量邏輯函數(shù)（m>n）a擴(kuò)展法—將2n選一數(shù)據(jù)選擇器擴(kuò)展為2m選一數(shù)據(jù)選擇器例：用8選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)24第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日b降維圖法卡諾圖的維數(shù)——卡諾圖的變量數(shù)。降維卡諾圖——某些變量作為卡諾圖內(nèi)的值。記圖變量——作為降維卡諾圖中小方格中值的變量。降維圖的作法：若記圖變量為x，對于原卡諾圖中，當(dāng)x=0時，原圖單元值為F；當(dāng)x=1時，原圖單元值為G，則在新的降維圖中對應(yīng)的單元中填入子函數(shù)25第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日例：試分別用四選一和八選一選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)解：用四選一實(shí)現(xiàn)：AB地址碼輸入A1A0用八選一實(shí)現(xiàn)：ABC地址碼輸入A2A1A026第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日用四選一實(shí)現(xiàn)：AB地址碼輸入A1A0D0=1D3=0D1==D“0”BAD“1”“0”D用八選一實(shí)現(xiàn)：ABC地址碼輸入A2A1A0D0=D1=1D2=D3=DD6=D7=0“0”BACD“1”“0”D“1”DD“0”（二）數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用27第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日4.6組合電路中的競爭與冒險競爭與冒險的判斷競爭與冒險冒險現(xiàn)象的消除28第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日當(dāng)A=B=1時，F(xiàn)=1一、競爭與冒險29第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日競爭：冒險：在組合電路中，信號經(jīng)由不同的途徑達(dá)到某一會合點(diǎn)的時間有先有后。由于競爭而引起電路輸出發(fā)生瞬間錯誤現(xiàn)象。表現(xiàn)為輸出端出現(xiàn)了原設(shè)計(jì)中沒有的窄脈沖，常稱其為毛刺。4.6組合電路中的競爭與冒險競爭與冒險的關(guān)系：有競爭不一定產(chǎn)生冒險；有冒險就一定有競爭。30第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日二、競爭與冒險的判斷代數(shù)法當(dāng)函數(shù)表達(dá)式可以化成：即含有互補(bǔ)變量，A變量變化可能引起冒險。卡諾圖法ABC010001111000001111如函數(shù)卡諾圖上為簡化作的圈相切，且相切處又無其他圈包含，則可能有險象。當(dāng)A=B=1時，31第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日三、冒險現(xiàn)象的消除1.利用冗余項(xiàng)只要在卡諾圖兩圈相切處增加一個圈（冗余），就能消除冒險。由此得函數(shù)表達(dá)式為：0000ABC0100011110111132第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日２.吸收法在輸出端加小電容C可以消除毛刺。但是輸出波形的前后沿將變壞,在對波形要求較嚴(yán)格時，應(yīng)再加整形電路。三、冒險現(xiàn)象的消除33第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日3.取樣法電路穩(wěn)定后加入取樣脈沖，在取樣脈沖作用期間輸出的信號才有效，可以避免毛刺影響輸出波形。加取樣脈沖原則：“或”門及“或非”門加負(fù)取樣脈沖“與”門及“與非”門加正取樣脈沖三、冒險現(xiàn)象的消除34第三十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日利用冗余項(xiàng)：只能消除邏輯冒險，而不能消除功能冒險；適用范圍有限；三種方法比較：取樣法：加取樣脈沖對邏輯冒險及功能冒險都有效。目前大多數(shù)中規(guī)模集成模塊都設(shè)有使能端，可以將取樣信號作用于該端，待電路穩(wěn)定后才使輸出有效。吸收法：加濾波電容使輸出信號變壞，引起波形的上升、下降時間變長，不宜在中間級使用。實(shí)驗(yàn)調(diào)試階段采用的應(yīng)急措施；三、冒險現(xiàn)象的消除35第三十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日加法器、比較器、譯碼器、編碼器、數(shù)據(jù)選擇器和碼組檢驗(yàn)器等。任何時刻的輸出僅決定于當(dāng)時的輸入，而與電路原來的狀態(tài)無關(guān)；它由基本門構(gòu)成，不含存貯電路和記憶元件，且無反饋線。根據(jù)已經(jīng)給定的邏輯電路，描述其邏輯功能。根據(jù)設(shè)計(jì)要求構(gòu)成功能正確、經(jīng)濟(jì)、可靠的電路（１）組合電路（２）組合電路的分析（３）組合電路的設(shè)計(jì)（４）常用的中規(guī)模組合邏輯模塊小結(jié)36第三十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日(5)上述組合邏輯器件除了具有其基本功能外，還可用來設(shè)計(jì)組合邏輯電路。應(yīng)用中規(guī)模組合邏輯器件進(jìn)行組合邏輯電路設(shè)計(jì)的一般原則是：使用MSI芯片的個數(shù)和品種型號最少，芯片之間的連線最少；(6)用MSI芯片設(shè)計(jì)組