數(shù)據(jù)選擇器和分配器

作者：時(shí)間：2011-07-27 來源：網(wǎng)絡(luò)

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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(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)
1．當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個(gè)數(shù)相同時(shí)
代數(shù)法
卡諾圖法
2．當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)多于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量的個(gè)數(shù)時(shí)
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(jìn)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(gè)4選1的數(shù)據(jù)選擇器，應(yīng)有兩個(gè)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(gè)8選1的數(shù)據(jù)選擇器，應(yīng)有3個(gè)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(gè)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(dāng)于一個(gè)受控波段開關(guān)。

多路輸入信號：N個(gè)
輸出：1個(gè)
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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)選擇器為例進(jìn)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(dāng) A0＝0時(shí)，1TG1和1TG3開通，1TG2和1TG4關(guān)閉；當(dāng) A0＝1時(shí)，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(dāng)A1＝0時(shí)，1TG5開通，1TG6關(guān)閉；當(dāng)A1＝1時(shí)，1TG5關(guān)閉，1TG6開通。
這樣，在A1A0 取值確定后，且取1 ＝0時(shí)，則輸入數(shù)據(jù)1D0～1D3中便有一個(gè)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(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)

實(shí)現(xiàn)原理：數(shù)據(jù)選擇器是一個(gè)邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)輸出器：

而任何一個(gè)n位變量的邏輯函數(shù)都可變換為最小項(xiàng)之和的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。
方法：⑴ 表達(dá)式對照法，將和相比較。⑵ 卡諾圖對照法。
1．當(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個(gè)數(shù)相同時(shí)，可直接用數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。

［例6.5.1］試用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)與一或表達(dá)式。邏輯函數(shù)Y的標(biāo)準(zhǔn)與一或表達(dá)式為

（3）比較Y和Y′兩式中最小項(xiàng)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(xiàng)時(shí)，數(shù)據(jù)取1，沒有包含Y式中的最小項(xiàng)時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)與一或表達(dá)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(dāng)邏輯函數(shù)的變量個(gè)數(shù)多于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量的個(gè)數(shù)時(shí)，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(jìn)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(jìn)位數(shù)Ci-1
輸出邏輯函數(shù)：本位和Si，向相鄰高位的進(jìn)位數(shù)為Ci
其真值表如表6.5.4所示。