实验四-验证性实验—MSI数据选择器逻辑功能测试

实验四 验证性实验——MSI数据选择器逻辑功能测试

一．实验目的

1．测试中规模(MSI)集成数据选择器的逻辑功能和学习其使用方法； 2．学习数据选择器扩展使用的方法。 二．实验原理

数据选择器所起的作用是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上。数据选择器的功能类似一个多掷开关，其原理为，数据选择器在地址码的控制下，对几个输入数据中进行选择，如图4-l所示。图中有四路数据D0～D3，通过选择控制地址A1、A0，从四路输入数据中选中某一路数据从Q端输出。

表4-1

16 15 14 13 12 11 10 9 数D 0输 入 据D VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2 Q 输1S A2 A1 A0 输 出D2 74LS151 1 ? ? ? 端 入D 3 端 D3 D2 D1 D0 Q Q S GND 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0 0 1 A0 A1 地址码输入端 0 0 1 0

图4-1 四选一数据选择器示意图 图4-2 74LS151引脚排列 0 0 1 1

0 1 0 0 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部0 1 0 1 0 1 1 0 件，它有2选1、4选l、8选1、16选1等类别。

0 1 1 1 数据选择器的电路结构一般可用或门阵列组成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。

1．八选一数据选择器74LS151

74LS151为8选1数据选择器，引脚排列如图4-2，功能如表4-1。

输 出 Q Q 0 1 D0 D0 D1 D1 D2 D2 D3 D3 D4 D4 D5 D5 D6 D6 D7 D7 (1)使能端S=1时，不论A2～A0为何值，数据选择器均无输出(Q=0，Q=1)，多路开关被禁止使用。

(2)使能端S=0时，数据选择器正常工作，根据地址码A2、A1、A0的数据选中D0～D7中某一个路数据从Q端输出。。

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。 8选1数据选择器的逻辑输出表达式可写为

F?A2A1A0D0?A2A1A0D1?A2A1A0D2?A2A1A0D3?A2A1A0D4?A2A1A0D5?A2A1A0D6?A2A1A0D72．双四选一数据选择器74LSl53

…………(4.1)

双4选1数据选择器是在同一块集成片上存在两个4选1数据选择器。引脚排列如图4-3，逻辑功能如表4-2。

1S、2S为两个独立的使能端，地址端A1、A0为公用的，输入一个地址，两个数据选择器同时选中相应的数据输入端，1D0～1D3和2D0～2D3分别为两个4选1数据选择

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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，1Q(2Q)=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。 表4-2 输 入 输出 如： A1A0=00 则选择1D0和2D0的数据到输出端，有1Q=1D0、

2Q=2D0；A1A0=01 则选择1D1和2D1的数据到输出端，有1Q=1D1，S A1 A0 Q 1 ? ? 0 2Q=2D1，其余类推。 0 0 0 D0 双4选1数据选择器应用较为广泛，通过简单的连接就可以成0 0 1 D1 0 1 0 D2 为8选1数据选择器和4选2数据选择器。

0 1 1 D3 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。

三．实验设备与器件 16 15 14 13 12 11 10 9 2D1 2D0 2Q VCC 2S A0 2D3 2D2 1．数字电实验箱

74LS153 2．74LS151一片、74LS153一片

D0 1Q GND 1S A1 1D3 1D2 1D11四．预习内容

1 2 3 4 5 6 7 8 1．复习数据选择器的工作原理；

图4-3 74LS153引脚排列

2．复习将双4选1数据选择器接成8选1数据选择器

接和4选2数据选择器的方法。 D0 D1 示

3．复习利用数据选择器实现逻辑函数的方法。 D Q 2波D5接D 3五．实验内容 器 连续D4 1．测试数据选择器74LS151 的逻辑功能 脉冲D5 按图4-4接线，地址端A2A1A0和使能端S接实验箱中的“逻辑电平输出”，把实验箱中的“连续脉冲源”输出端与数据选择器数据输入端D5连接，把矩形波频率调至1kHz左右并用示波器的一线进行监测，示波器的另一线监测输出端Q的波形。在地址端A2A1A0分别输入000～111的地址码，观察在哪个地址码时Q端有

波形输出，思考观察结果，并将结果记录在步骤一的表格中。 2．把两个74LS153接成4选2数据选择器，同学们参考课件《数据选择器和分配器》中的相应内容，把电路图画在步骤二中。然后自行连接电路，把八个数据输入端分别接入实验箱的“逻辑电平输出”端并使1D31D21D11D0=1010，2D32D22D12D0=0011，然后填写步骤2的表格，由表格判断这样连接是否实现了4选2功能。

3.利用74LS151设计一个监视交通信号灯工作状态的逻辑电路。每一组信号灯由红R、黄Y、绿G三盏灯组成。正常工作情况下，任何时刻必有一盏灯点亮（规定灯亮为1），而且只允许有一盏灯点亮，其他五种状态均为故障。电路发生故障时，要求发出故障信号F（有故障信号规定为1），以提醒维护人员前去修理。要求同学们先设计好逻辑电路（在步骤三中写出设计全过程），并使用实际电路实现之。连接好电路后，按步骤三的表三操作验证电路是否正确，其中故障信号输出端F可接入实验箱中的“逻辑电平显示”电路进行监测。

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图4-4

接逻辑电平输出 74LS151逻辑功能测试

源输出和示波Q D6 D7 A0A1A2 S 实验原始数据记录

步骤1：74LS151逻辑功能验证（在MUX的D5端输入矩形脉冲波）

表一 ?S A2A1A0 0000 0111结论：

0010 1 0 Q是否有波形 Q的波形 D5的波形 11 0010 1 0 1 11

步骤2：两个4选1数据选择器扩展为4选2数据选择器。 1、画出4选2的电路图

2、令1D31D21D11D0=1010，2D32D22D12D0=0011。 表二 A1 A0 1Q 2Q 0011

结论：

3

0 1 0 1 D分别接连续脉冲源输出和示波器 步骤3：设计交通灯监测电路。

表三(验证交通灯监测电路逻辑关系的真值表)

R00001111

G00110011Y 0 1 0 1 0 1 0 1 F 设计过程：(写出真值表，逻辑表达式，使用74LS151实现的逻辑图)

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