实验四-验证性实验—MSI数据选择器逻辑功能测试
科室管理-冯雪冰
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D<
br>0
～D
3
，通过选择控制地
址A
1
、A
0<
br>，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
V
CC
D
4
D
5
D
6
D
7
A
0
A
1
A
2
Q
输
1
S A
2
A
1
A
0
输
出
D
2
74LS151
1
端
入
D
3
端
D
3
D
2
D
1
D
0
Q Q
S
GND
0
0 0 0
1 2 3 4 5 6 7 8
0 0 0 1
A
0
A
1
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
D
0
D
0
D
1
D
1
D
2
D
2
D
3
D
3
D
4
D
4
D
5
D
5
D
6
D
6
D
7
D
7
(1)使能端
S
=1时，不论A
2
～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A
2
、A
1
、A
0
的数据选中D
0
～
D
7<
br>中某一个路数据从Q端输出。。
如：A
2
A
1
A
0
=000，则选择D
0
数据到输出端，即Q=D
0
。
如：
A
2
A
1
A
0
=001，则选择D
1
数据
到输出端，即Q=D
1
，其余类推。
8选1数据选择器的逻辑输出表达式可写为 <
br>FA
2
A
1
A
0
D
0
A
2
A
1
A
0
D
1
A
2
A1
A
0
D
2
A
2
A
1
A<
br>0
D
3
A
2
A
1
A
0
D
4
A
2
A
1
A
0
D
5
A
2
A
1
A
0
D
6
A
2A
1
A
0
D
7
2．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。
1
S
、2
S
为两个独立的使能端，地址端A
1
、A
0
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，1D
0
～1D
3
和2D
0
～2D
3
分别为两个4选1数据选择
1
器的数
据输入端，Q
1
、Q
2
为两个输出端。
(1)当使能端1
S
(2
S
)=1时，多路开关被禁止，无输出，1Q(2Q)=0。
(2)当使能端1
S
(2
S
)=0时，多路开关正常工作，根据地址码A<
br>1
、A
0
的状态，将相应
的数据D
0
～D
3
送到输出端Q。
表4-2
输
入 输出
如： A
1
A
0
=00 则选择1D
0
和2D
0
的数据到输出端，有1Q=1D
0
、
2Q=2D
0
；A
1
A
0
=01 则选择1D
1
和2D1
的数据到输出端，有1Q=1D
1
，
S
A
1
A
0
Q
1 0
2Q=2D
1
，其余类推。
0 0 0 D
0
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 D
1
0 1 0 D
2
为8选1数据选择器和4选2数据选择器。
0 1
1 D
3
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
2D
1
2D
0
2Q
V
CC
2S
A
0
2D
3
2D
2
1．数字电实验箱
74LS153
2．74LS151一片、74LS153一片
D
0
1Q
GND
1S
A
1
1D
3
1D
2
1D
1
1
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。
D
0
D
1
示
3．复习利用数据选择器实现逻辑函数的方法。
D
Q
2
波
D
5
接
D
3
五．实验内容
器
连续
D
4
1．测试数据选择器74LS151
的逻辑功能
脉冲
D
5
按图4-4接线，地址端A
2<
br>A
1
A
0
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D
5
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A
2
A
1
A
0
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。 <
br>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1D
3
1D
2
1D
1
1D
0
=1010，2D
3
2D
2
2D
1
2D
0
=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。
2
图4-4
接逻辑电平输出
74LS151逻辑功能测试
源输
出和
示波
Q
D
6
D
7
A
0
A
1
A
2
S
实验原始数据记录
步骤1：74LS151逻辑功能验证（在MUX的D
5
端输入矩形脉冲波）
表一
S
A
2
A
1
A
0
0
0
0
0
0
1
1
1
结论：
0
0
1
0
1
0
Q是否有波形
Q的波形
D
5
的波形
11
0
0
1
0
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1D
3
1D
2
1D
1
1D
0
=1010，2D
3
2D
2
2D
1
2D
0
=0011。
表二
A
1
A
0
1Q 2Q
0
0
1
1
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)
R
0
0
0
0
1
1
1
1
G
0
0
1
1
0
0
1
1
Y
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)
4