03实验三 中规模组合逻辑电路设计(2)

实验三中规模组合逻辑电路的分析和设计（二）指导教师：孔洁实验三中规模组合逻辑电路的分析和设计（二）一、实验目的1、熟悉数据选择器的逻辑功能及特点2、掌握用数据选择器实现组合逻辑函数的方法3、了解数据选择器的应用二、实验仪器及器材1、数字逻辑实验台2、集成块74LS151、74LS138、74LS203、导线若干1.译码器的工作原理三、实验原理实验三中规模组合逻辑电路的分析和设计（二）译码就是将二进制代码翻译成原来信号的过程，是编码的逆过程，能完成这一任务的电路称为译码器。译码器可分为二进制译码器、BCD译码器和数码显示译码器三种。二进制译码器是用于把二进制代码转换成相应输出信号的译码器。16151413121110974LS13812345678VCCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6A0A1A2G2AG2BG1Y7GND74LS138Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A2G2AG2BG1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0A1A2STBSTCSTA(a)引脚排列图(b)逻辑功能示意图集成二进制译码器74LS138（3线-8线译码器）译码器的工作原理译码器的工作原理A2、A1、A0为二进制译码输入端为译码输出端（低电平有效）G1、、为选通控制端当G1＝1、时，译码器处于工作状态；当G1＝0、时，译码器处于禁止状态。07~YYAG2BG2022BAGG122BAGG3线－8线译码器74LS138的功能表GAG2A+G2BA2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70xxxx11111111x1xxx1111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110输出输入片选选通，输入某种状态，则对应的最小项输出项为0。译码器的应用由于译码器的每个输出端分别与一个最小项相对应，因此辅以适当的门电路，便可实现任何组合逻辑函数。例1试用译码器和门电路实现逻辑函数2.译码器的应用：实现逻辑函数三、实验原理ABCCBACBACBAf译码器的应用解:（1）全译码器的输出为输入变量的相应最小项之非，故先将逻辑函数式f写成最小项之反的形式。由摩根定理ABCCBACBACBAf（2）f有三个变量，因而选用三变量译码器。（3）变量C、B、A分别接三变量译码器的C、B、A端，则上式变为：7120YYYYf译码器的应用图1是用三变量译码器74LS138实现的逻辑图3.数据选择器的工作原理三、实验原理实验三中规模组合逻辑电路的分析和设计（二）数据选择器又称多路选择器，它能从多个输入数据中选择一个数据输出，数据选择器有四选一、八选一、十六选一等多种类型。多路输入信号中选择一个输出，是数据选择器的基本用途。它还可以将多路数据的并行输入转换成串行输出。数据选择器的工作原理三个地址输入端A2、A1、A0，八个数据输入端D0~D7，两个互补输出的数据输出端Y和Y，一个控制输入端S。图3-1974LS151的逻辑符号74LS151禁止状态工作状态数据选择器的工作原理比较可知，表达式中都有最小项mi，利用数据选择器可以实现各种组合逻辑函数。70012),,(iiiDmAAAY74LS151的逻辑表达式：4.数据选择器的应用：实现组合逻辑函数三、实验原理数据选择器的应用例2.试用八选一电路实现解：将A、B、C分别从A2、A1、A0输入，作为输入变量，把Y端作为输出F。因为逻辑表达式中的各乘积项均为最小项，所以可以改写为ABCCBABCACBAF7530),,(mmmmCBAF根据八选一数据选择器的功能，令数据选择器的应用具体电路见图3-21：图3例2电路图D0=D3=D5=D7=1D1=D2=D4=D6=0S＝0ABCF00010010010001111000101111001111真值表对照法注意变量高低位顺序！四、实验内容及步骤1.验证八选一数据选择器74LS151的逻辑功能实验三中规模组合逻辑电路的分析和设计（二）2.验证3-8线译码器74LS138的逻辑功能3.用74LS138芯片设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路（要求改变任何一个开关状态都可以控制电灯亮/灭）5.利用74LS151数据选择器实现逻辑函数，并验证其逻辑功能，其函数为：F(A,B,C,D)=∑m(1,5,6,7,9)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,4,6,8)4.用74LS151芯片设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路（要求改变任何一个开关状态都可以控制电灯亮/灭）