第十九講 數(shù)據(jù)選擇器和分配器
6.5 數(shù)據(jù)選擇器和分配器
6.5.1 數(shù)據(jù)選擇器
一、 4選1數(shù)據(jù)選擇器
1.邏輯電路
2.真值表
3.輸出邏輯函數(shù)式
1.邏輯圖
2.邏輯功能分析
3.真值表
4.輸出邏輯函數(shù)式
二、8選1數(shù)據(jù)選擇器
1.邏輯功能示意圖
2.真值表
3.輸出邏輯函數(shù)式
三、用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)
1.當邏輯函數(shù)的變量個數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個數(shù)相同時
代數(shù)法
卡諾圖法
2.當邏輯函數(shù)的變量個數(shù)多于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量的個數(shù)時
6.5.2 數(shù)據(jù)分配器
3線一8線譯碼器CT74LS138構(gòu)成的8路數(shù)據(jù)分配器。
6.5 數(shù)據(jù)選擇器和分配器
6.5.1 數(shù)據(jù)選擇器
在多路數(shù)據(jù)傳輸過程中,經(jīng)常需要將其中一路信號挑選出來進行傳輸,這就需要用到數(shù)據(jù)選擇器。
在數(shù)據(jù)選擇器中,通常用地址輸入信號來完成挑選數(shù)據(jù)的任務(wù)。如一個4選1的數(shù)據(jù)選擇器,應(yīng)有兩個地址輸入端,它共有=4種不同的組合,每一種組合可選擇對應(yīng)的一路輸入數(shù)據(jù)輸出。同理,對一個8選1的數(shù)據(jù)選擇器,應(yīng)有3個地址輸入端。其余類推。
而多路數(shù)據(jù)分配器的功能正好和數(shù)據(jù)選擇器的相反,它是根據(jù)地址碼的不同,將一路數(shù)據(jù)分配到相應(yīng)的一個輸出端上輸出。
根據(jù)地址碼的要求,從多路輸入信號中選擇其中一路輸出的電路,稱為數(shù)據(jù)選擇器。
其功能相當于一個受控波段開關(guān)。
多路輸入信號:N個
輸出:1個
地址碼:n位?????????????????????????
應(yīng)滿足 ≥N
一、4選1數(shù)據(jù)選擇器
?????
3.由圖6.5.1和真值表可寫出輸出邏輯函數(shù)式
1.邏輯圖(了解)。它由兩個相同的4選1數(shù)據(jù)選擇器組成。
2.邏輯功能分析
下面以教材中圖6.5.2中的一個數(shù)據(jù)選擇器為例進行分析。
(1)第一級傳輸門1TG1~1TG4的開通與關(guān)閉由A0 來控制。
當 A0=0時,1TG1和1TG3開通,1TG2和1TG4關(guān)閉;當 A0=1時,1TG1和1TG3關(guān)閉,1TG2和1TG4開通。
(2)第二級傳輸門1TG5和1TG6的開通與關(guān)閉由 A1來控制。
當A1=0時,1TG5開通,1TG6關(guān)閉;當A1=1時,1TG5關(guān)閉,1TG6開通。
這樣,在A1A0 取值確定后,且取1 =0時,則輸入數(shù)據(jù)1D0~1D3中便有一個相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出。
3.真值表
表6.5.2 雙4選1數(shù)據(jù)選擇器CC14539的真值表
4.輸出邏輯函數(shù)式
二、8選1數(shù)據(jù)選擇器
MSI器件TTL 8:選1數(shù)據(jù)選擇器CT74LS151
1.邏輯功能示意圖
2.真值表
表6.5.3 數(shù)據(jù)選擇器CT74LS151的真值表
3.輸出邏輯函數(shù)
三、用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)組合邏輯函數(shù)
實現(xiàn)原理:數(shù)據(jù)選擇器是一個邏輯函數(shù)的最小項輸出器:
而任何一個n位變量的邏輯函數(shù)都可變換為最小項之和的標準式
,Ki的取值為0或1,所以,用數(shù)據(jù)選擇器可很方便地實現(xiàn)邏輯函數(shù)。
方法:⑴ 表達式對照法,將 和 相比較。⑵ 卡諾圖對照法。
1.當邏輯函數(shù)的變量個數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個數(shù)相同時,可直接用數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)邏輯函數(shù)。
[例6.5.1] 試用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)
Y=AB+AC+BC
解:該題可用代數(shù)法和卡諾圖法求解。
代數(shù)法
(1)選用數(shù)據(jù)選擇器。由于邏輯函數(shù)Y中有A、B、C三個變量,所以,可選用8選1數(shù)據(jù)選擇器,現(xiàn)選用CT74LS151。
(2)寫出邏輯函數(shù)的標準與一或表達式。邏輯函數(shù)Y的標準與一或表達式為
???????????????????
(3)比較Y和Y′兩式中最小項的對應(yīng)關(guān)系。設(shè)Y=Y(jié)′,A=A2 ,B=A1 ,C=A0 ,Y′式中包含Y式中的最小項時,數(shù)據(jù)取1,沒有包含Y式中的最小項時,數(shù)據(jù)取0,由此得
(4)畫連線圖。根據(jù)上式可畫出圖6.5.4所示的連線圖。
卡諾圖法
(1)寫出邏輯函數(shù)Y的標準與一或表達式為
(2)畫出Y和8選1數(shù)據(jù)選擇器輸出邏輯函數(shù)Y′的卡諾圖。Y和Y′的卡諾圖如圖6.5.5所示。
(3)比較邏輯函數(shù)Y′和Y的卡諾圖。設(shè)Y=Y(jié)′、A=A2 、B=A1 、C=A0 ,對比圖6.5.5(a)和(b)兩張卡諾圖后得
圖6.5.5[例6.5.1]的卡諾圖
(a) Y的卡諾國;(b) 的卡諾圖
????
(4)畫連線圖。根據(jù)上式可畫出圖6.5.4的連線圖。
2.當邏輯函數(shù)的變量個數(shù)多于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量的個數(shù)時,應(yīng)分離出多余的變量,將余下的變量分別有序地加到數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入端上。
[例6.5.2] 用雙4選1數(shù)據(jù)選擇器CC14539和非門構(gòu)成一位全加器。
解:(1)設(shè)定變量,列真值表。
設(shè)二進制數(shù)在第i位相加
輸入變量:被加數(shù)Ai,加數(shù)Bi,來自低位的進位數(shù)Ci-1
輸出邏輯函數(shù):本位和Si,向相鄰高位的進位數(shù)為Ci
其真值表如表6.5.4所示。
(4)將全加器的輸出邏輯函數(shù)式和數(shù)據(jù)選擇器的輸出邏輯函數(shù)式進行比較。設(shè) Si=1Y、Ai=A1、Bi=A0時,則
(5)畫連線圖。
圖6.5.6[例6.5.2]的連線圖
由上題可知,當邏輯函數(shù)的變量數(shù)多于數(shù)據(jù)選擇器的輸入地址碼A1、A0時,則D3~D0可視為是第三個(輸入)變量,用以表示邏輯函數(shù)中被分離出來的變量。
6.5.2 數(shù)據(jù)分配器
數(shù)據(jù)分配是數(shù)據(jù)選擇的逆過程。
根據(jù)地址信號的要求,將一路數(shù)據(jù)分配到指定輸出通道上去的電路,稱為數(shù)據(jù)分配器。
3線—8線MSI譯碼器的邏輯功能?
如將譯碼器的使能端作為數(shù)據(jù)輸入端,二進制代碼輸入端作為地址信號輸入端使用時,則譯碼器便成為一個數(shù)據(jù)分配器。
3線一8線譯碼器CT74LS138構(gòu)成的8路數(shù)據(jù)分配器。
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