信 息 工 程 学 院[1]

数字逻辑与数字系统 实验/实习报告

学院：信息工程学院

班级：信息111

实验三 译码器和数据选择器

一、 实验目的

1． 熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能；

2． 掌握中规模集成译码器的使用方法及功能测试方法；

3． 了解集成译码器的应用。

二、实验预习要求

1． 复习译码器电路工作原理；

2． 预习中规模集成电路译码器74LS138的逻辑功能及使用方法；

3． 仔细阅读实验原理与实验内容，设计相应的电路和数据表格。

三、实验原理

译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路，其功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平的信号，它是编码的反操作。译码器在数字系统中的用途比较广泛，它不仅常用于代码的转换，终端的数字显示，还用于数据分配、脉冲分配、存储器寻址和组合逻辑信号的产生等场合。

常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器等种类，不同的功能需求可选用不同种类的译码器来实现。本实验采用TTL中规模集成译码电路74LS138译码器，它是一个3线－8线的二进制译码器。74LS138管脚分布图见附录，表实验3.1。因为74LS138有三个附加的控制端G1、G2A、G2B，利用其片选的作用可以级联扩展为其功能表译码器的功能，也可以利用其控制功能构成一个完整的数据分配器。

1. 用74LS138实现组合逻辑功能

由于二进制译码器的每一个输出均是输入代码的最小项函数，因此，配以适当的门电路，利用74LS138可以实现任意自变量数不超过三个的组合逻辑函数。如图实验3.1逻辑图所示，用一个74LS138和一个四输入与非门可以实现逻辑函数。。

2. 用74LS138实现一个数据分配器  

数据分配器也称多路分配器，其功能是，在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上。数据分配器是单输入、多输出组合逻辑电路。

带控制输入端的译码器也是一个完整的数据分配器。如附录所示，如果把G1作为数据输入端（同时令G2A＝G2B＝0），将C、B、A作为地址输入端，那么从G1送来的数据只能通过由 CBA所指定的一根数据线上送出去，实现数据的反码分配输出。

3. 数据选择器

数据选择器也叫多路开关，其功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号，其原理如图实验3.2所示。数据选择器是一种多输入、单输出的组合逻辑多路。

由于多路数据选择器与多路数据分配器的功能正好相反，它们配合使用，可以实现在一条数据传输线上传送多路信号。如图实验3.3所示，在传送线STL的两端接以多路数据选择器和多路数据分配器，在相同地址输入的控制下即可实现多通道并行—串行—并行数据传输系统。

四、实验仪器设备

1. TPE-AD型数字电路实验箱      1台

2. 3线-8线译码器74LS138       1块

3. 双四输入与非门74LS20        1块

4. 四两输入与非门74LS00        1块

5. 双四选一数据选择器74LS153   1块

五、实验内容及方法

1. 74LS138逻辑功能测试

74LS138输入端接逻辑电平开关，输出端接电平指示灯，用真值表记录实验数据，分析并确认译码器的逻辑功能。

74LS138的真值表

由上表可知,当使能变量 为1， 为0时，无论输入，， 取何种组合，输出                                              中必然有一个且仅有一个为0，其余均为1，当使能变量 为0，或 为1时，禁止译码器的输出。

2. 用74LS138和74LS20构成一位全减器

设计电路并在实验箱上实现之。全减器的输入，被减数A、减数B、低位来的借位C，接逻辑开关；全减器的输出，数据差D、向高位的借位C，接电平指示灯。观察输入与输出的状态变化，用真值表记录实验结果并分析之。

                      全减器的真值表

和表示二进制数的第i位，  表示本位最终运算结果，即就是低位向本位借位或本位向高位借位之后的最终结果，表示低位是否向本位借位，表示本位是否向高位借位。

由上表可得差数和借位的逻辑函数表达式：

( ,, )=m1+m2+m4+m7         ( ,, )= m1+m2+m3+m7

 变形可得:

3. 用74LS138实现一个数据分配器

设计电路并在实验箱上实现之。数据分配器的数据输入可采用实验箱1Hz信号源的输出端；地址及其它输入接逻辑开关；输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化，记录结果并分析之电路的功能。

                                 数据分配器真值表

功能分析：在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上。

4. 用74LS138和74LS153构成一个四通道数据传输系统

设计电路并在实验箱上实现之。输入数据可利用实验箱上的信号源或逻辑开关；地址及其它输入接逻辑开关；输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化，记录结果并分析电路的功能。

功能分析：在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号。

六、实验报告

   1. 画出实验线路图，记录整理实验现象及实验所得的有关波形，对实验结果进行分析。

根据74LS138的真值表对实验结果进行测试，且全部符合实验数据，证明逻辑功能的测试正确，全减器，分配器连接正确。

2. 总结使用集成译码器和数据选择器的体会。

        根据74LS138的真值表做译码器，必须了解74LS138的逻辑功能以及各引脚的作用，方便以后连接全减器、数据传输系统，并且以真值表为依据，对各个实验结果进行分析，验证理论值与所得值是否相同。

         用74LS153和74LS138构成一个四通道的数据传输系统线路比较繁琐，容易接乱线路。

20##-11-23

实验三  数据选择器及其应用

一、实验目的

1.       掌握数据选择器的逻辑功能和使用方法。

2.       学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。

二、实验原理

数据选择是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去。实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的功能相当于一个多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下：

图9-1  4选1数据选择器示意图

图中有四路数据D0~D3，通过选择控制信号A1、A0（地址码）从四路数据中选中一路数据送至输出端Q。

1.       八选一数据选择器74LS151

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I0~I78个数据源，具有两个互补输入端，同相输出端Z和反相输出端。其引脚图和功能表分别如下：

2.       双四选一数据选择器74LS153

所谓双四选一数据选择器就是在一块集成芯片上有两个完全独立的4选1数据选择器，每个数据选择器有4个数据输入端I0~I3，2个地址输入端S0、S1，1个使能控制端和一个输出端Z，它们的功能表如表9-2，引脚逻辑图如图9-3所示。  

图9-3  74LS153引脚逻辑图           表9-2   74LS153的真值表

其中，、（1、15脚）分别为A路和B路的选通信号，I0、I1、I2、I3为四个数据输入端，ZA（7脚）、ZB（9脚）分别为两路的输出端。S0（14脚）、S1（2脚）为地址信号，8脚为GND，16脚为VCC。

3.       用74LS151组成16选1数据选择器

用低三位A2A1A0作每片74LS151的片内地址码, 用高位A3作两片74LS151的片选信号。当A3=0时，选中74LS151(1)工作, 74LS151(2)禁止；当A3=1时，选中74LS151(2)工作, 74LS151(1)禁止，如下图所示。

                   图9-4  用74LS151组成16选1数据选择器

4.  数据选择器的应用

①用74LS151实现逻辑函数。

先将函数表达式写成最小项逻辑加的形式：

           =mo+m3+m5+m7

显然，输入数据D0=D3=D5=D7=0，D1=D2=D4=D6=1，电路图如下：

图9-5  用74LS151实现逻辑函数

②用74LS153实现逻辑函数

函数Y有三个输入变量A、B、C,而数据选择器有两个地址输入端S1、S0少于3个。画出函数功能表，可见将A、B分别接选择器的地址端S1、S0，并令I0=0，I1=I2=C，I3=1则4选1数据选择器的输出便实现了函数 ，接线图如下所示：

图9-6  用74LS153实现逻辑函数

三、实验设备与器材

1、数字逻辑电路实验箱。

2、数字逻辑电路实验箱扩展板。

3、数字万用表。 

4、芯片74LS151、74LS153、74LS04、74LS08、74LS32。

四、实验内容及实验步骤

    1.  测试74LS151的逻辑功能

将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，找一个16PIN的插座插上芯片74LS151，并在16PIN插座的第8脚接上实验箱的地（GND），第16脚接上电源（VCC）。将74LS151的输出端Z接到发光二极管上（实验箱主电路板的逻辑电平显示单元），自己接线，按74LS151的真值表逐项进行测试，记录测试结果。

    2.  测试74LS153的逻辑功能

测试方法与步骤同上，记录测试结果。

3.  用两片74LS151组成16选1数据选择器

按图9-4接线，方法与步骤同上，记录结果并分析。

4.  用74LS151实现逻辑函数

参考图9-5，要求实现逻辑函数，自己写出设计过程，画出接线图，并验证其逻辑功能。芯片插法，电源、地线接法与实验内容1相同，这里只需要自己实现逻辑函数，然后连线实现其功能。

5.  用74LS153实现逻辑函数

方法与步骤同实验4，要求实现，自己写出设计过程，画出接线图，并验证其逻辑功能。

五、实验预习要求

1.       复习数据选择器的工作原理。

2.       用数据选择器对实验内容中的各函数式进行预设计。

3.       思考：能否用数据选择器实现全加器功能。

六、实验报告要求

1、用数据选择器对实验内容进行设计、写出设计全过程、画出接线图、进行逻辑功能测试。

2、写出一篇有关编码器，译码器，数据选择器实验的收获与体会。

实验三译码器和数据选择器一实验目的1熟悉集成译码器2学习集成译码器和数据选择器的应用二实验仪器及器件1双踪示波器2实验用元器件74LS13924线译码器1片74LS153双4选1数据选择器1片74LS00二输入...

实验三译码器和数据选择器一实验目的1熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能2掌握中规模集成译码器的使用方法及功能测试方法3了解集成译码器的应用二实验仪器设备和材料1TPEAD型数字电路实验箱1台23线8线译码器7...

译码器和数据选择器12级电子信息工程20xx1060192朱加熊实验目的1熟悉集成译码器和数据选择器2掌握集成译码器和数据选择器的应用3学习组合逻辑电路的设计实验仪器及材料1双踪示波器2器件74LS00二输入端...

实验三译码器和数据选择器一、实验目的1．熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能；2．掌握中规模集成译码器的使用方法及功能测试方法；3．了解集成译码器的应用。二、实验预习要求1．复习译码器电路工作原理；2．预习中规…

实验三译码器和数据选择器一实验目的1掌握译码器的功能和应用2掌握数据选择器的功能和应用二实验仪器及器件1仪器数字电路学习机双踪示波器2器件74LS00二输入四与非门1片74LS139双24线译码器1片74LS1...

实验三译码器和数据选择器一实验目的1熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能2掌握中规模集成译码器的使用方法及功能测试方法3了解集成译码器的应用二实验预习要求1复习译码器电路工作原理2预习中规模集成电路译码器74L...

实验2译码器与数据选择器的功能测试及应用一实验目的与要求5分1掌握中规模集成译码器与数据选择器的逻辑功能和使用方法2学习用集成译码器与数据选择器构成组合逻辑电路的方法三实验原理与内容20分1译码器1译码与译码器...

译码器仿真结果数据选择器仿真结果

数据选择器和译码器1用数据选择器74153设计一个一位全加器电路全加器真值表SABCABCABCABCC0AB0ABCABCAB12试选用集成译码器74138来构成一位二进制全减器真值表Pm1m2m4m7Y1Y...

实验三译码器数据选择器及其应用一实验目的1熟练掌握集成译码器数据选择器的工作原理逻辑功能2熟练掌握集成译码器数据选择器实现某些逻辑函数二实验器件13线8线译码器74LS138128选1数据选择器74LS1511...

实验五译码器和数据选择器的使用1实验目的1熟悉数据分配器和译码器的工作原理与逻辑功能2掌握数据分配器和译码器的使用2理论准备1具有译码功能的逻辑电路称为译码器译码即编码的逆过程将具有特定意义的二进制码进行辨别并...

实验三译码器和数据选择器一实验目的1掌握中规模集成译码器74LSl39的逻辑功能和使用方法2掌握中规模集成数据选择器74LSl53的逻辑功能和使用方法二实验仪器及材料1数字示波器2器件74LSl39双24线译码...

译码器和数据选择器实验报告（23篇）