數(shù)字電路基礎(chǔ)DB數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器

1、數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器 1.數(shù)據(jù)分配器 在數(shù)據(jù)傳輸過程中，完成將一路輸入數(shù)據(jù)分配到多路輸出端的電路稱為數(shù)據(jù)分配器。它 是一種單路輸入，多路輸出的邏輯器件，從哪一路輸出由當(dāng)時的地址控制端決定。 圖3-3-13所示為四路數(shù)據(jù)分配器的邏輯電路圖。圖中D為數(shù)據(jù)輸入端，E為輸入選通端，Al、AO為地址控制輸入端，F(xiàn)OF3為數(shù)據(jù)輸出端。 由圖3-3-13寫出數(shù)據(jù)分配器輸出邏輯函數(shù)的邏輯表達式： ； ； 當(dāng)E1，AlAoll時，F(xiàn)3D，其他輸出為l。其余可以類推。得到邏輯功能如表337 所示。 數(shù)據(jù)分配器也可用譯碼器來實現(xiàn)。 例3-3-3 試用74LS138實現(xiàn)反碼輸出的8路數(shù)據(jù)分配器。 解：在圖3-3-1

2、4中，A2、Al、Ao用作通道地址的輸入端，Sl作為數(shù)據(jù)輸入端。若0，則由Sl端來的數(shù)據(jù)就傳送到由地址碼A2AlAo所確定的一個輸出通道上去。例如，當(dāng) A2AlAo101時，若D1則0；若D0，則1；74LS138的8個輸出端上只有，其余輸出端均為高電平。也就是說，輸入數(shù)據(jù)D以反碼的形式傳送到萬的輸出端，而不會被傳送到其他的輸出端； 2數(shù)據(jù)選擇器 在數(shù)據(jù)傳輸過程中，經(jīng)常遇到需要把其中的某一路信號選出來。能完成這一功能的邏輯部件，稱為數(shù)據(jù)選擇器(或多路開關(guān))。它是一種多路輸入，單路輸出的邏輯器件，從哪一路輸入由當(dāng)時的地址控制端決定。 常用的中規(guī)模集成多路數(shù)據(jù)選擇器有：四選一數(shù)據(jù)選擇器、雙四選一數(shù)

3、據(jù)選擇器、八選一數(shù)據(jù)選擇器和十六選一數(shù)據(jù)選擇器等。 (1)雙四選一數(shù)據(jù)選擇器圖3-3-15示出了雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LSl53的邏輯電路圖和邏輯符號圖，其中包含兩個完全相同的四選一數(shù)據(jù)選擇器。兩個數(shù)據(jù)選擇器有公共的地址輸入端(也稱控制信號端實現(xiàn)對信號的選擇),數(shù)據(jù)輸入端、輸出端和選通信號端是各自獨立的。 對其中任一個四選一數(shù)據(jù)選擇器來說，它有4個數(shù)據(jù)輸入通道(Io一I3)，有兩位地址輸入端(Al、Ao)，有一個選通信號端(低電平有效)。若l，禁止工作，輸出Y0。只有當(dāng) 0時，電路處于工作狀態(tài)，選擇器工作，輸出有效數(shù)據(jù)。此時可列出一個四選一數(shù)據(jù)選擇器輸出邏輯表達式為： 由此可得到雙四選一數(shù)據(jù)選

4、擇器74LSl53的邏輯功能表如表3-3-8所示。數(shù)據(jù)選擇器的電路結(jié)構(gòu)，在CMOS集成電路中還可以用反相器和傳輸門來構(gòu)成。圖3-3-16所示是CMOS雙四選一數(shù)據(jù)選擇器CCl4539的邏輯電路圖。 從圖3-3-16中可以看到，同樣包含兩個完全相同的四選一數(shù)據(jù)選擇器。AlAo是公共的地址輸入端(通道選擇輸入端)。TGlTG6均為CMOS傳輸門。和分別為兩個四選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出選通端(又稱使能端、控制端)。該電路的工作原理為： 由通道選擇輸入端Ao控制TGlTG4組成的第一級傳輸門的導(dǎo)通和截止。 當(dāng)Ao0時，TGl和TG3導(dǎo)通，而TG2和TG4則截止；當(dāng)Aol時，TGl和TG3截止，而TG2和T

5、G4則導(dǎo)通。 由通道選擇輸入端Al控制TG5和TG6組成的第二級傳輸門的導(dǎo)通和截止。 當(dāng)Al0時，TG5導(dǎo)通，而TG6截止；當(dāng)All時，TG5截讓，而TG6導(dǎo)通。 這樣，當(dāng)AlAo的狀態(tài)確定后，輸入數(shù)據(jù)IA0一IA3中只有一個能通過兩級導(dǎo)通的傳輸門而到達輸出端。例如，當(dāng)AlA010時，第一級傳輸門中的TGl和TG3導(dǎo)通，第二級傳輸門中的TG6導(dǎo)通，此時只有數(shù)據(jù)IA2可以通過TG3和TG6到達輸出端Y，即YAIA2(或YBIB2)。 和分別為兩個四選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出選通端，當(dāng)0時，YA數(shù)據(jù)選擇器工作；l時，YA數(shù)據(jù)選擇器被禁止，YA被鎖定在低電平上。同理，當(dāng)0時，YB數(shù)據(jù)選擇器工作； Ss1時

6、，YB數(shù)據(jù)選擇器被禁止，YB被鎖定在低電平上。 和也能作為擴展端使用，以實現(xiàn)片間的連接。CCl4539雙四選一數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能表同表3-3-8。 (2) 八選一數(shù)據(jù)選擇器八選一數(shù)據(jù)選擇器74LSl51的邏輯電路圖和邏輯符號圖如圖3-3-17所示。由圖中可以看出，該數(shù)據(jù)選擇器有Y和兩個互補輸出端，由于它有8路數(shù)據(jù)輸入端，因此應(yīng)有3位通路選擇輸入端(A2AlAO)。每一個與門都是由輸出選通端和通路選擇輸入端(A2AlAo)加以控制。該選擇器的功能如表3-3-9所示。 當(dāng)0時，電路處于工作狀態(tài)，選擇器工作，輸出有效數(shù)據(jù)。此時可列出八選一數(shù)據(jù)選擇器的輸出邏輯表達式為 式中，mi為A2、Al、Ao的最小項。例如：當(dāng)A2AlAO101時，根據(jù)最小項的性質(zhì)，此時只有m5為“1”，其他各最小項均為“0”，故由上式可得：YI5，即此時只有I5的數(shù)據(jù)傳送到輸出端。 例3-3-4試用兩片八選一數(shù)據(jù)選擇器74LSl51擴展為十六選一數(shù)據(jù)選擇器。解由于十六選一數(shù)據(jù)選擇器有16路數(shù)據(jù)輸入，為了使十六路數(shù)據(jù)輸人中任何一路數(shù)據(jù)均能傳送到輸出端，因此必須要有四位(A3A2AlAo)通路選擇輸入端。而八選一數(shù)據(jù)選擇器74LSl51只有A2A1A0 3位通路選擇輸入端，所以可選用選通端作為第4個通路選擇輸入端A3，連接方法如圖3-3-