實驗三譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器.doc

1、實驗三譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器一、 實驗?zāi)康?( 熟悉中規(guī)模集成譯碼器電路的原理及功能;2( 掌握中規(guī)模集成譯碼器的使用方法及功能測試方法;3( 了解集成譯碼器的應(yīng)用。二、實驗預(yù)習要求1( 復習譯碼器電路工作原理;2( 預(yù)習中規(guī)模集成電路譯碼器74LS138的邏輯功能及使用方法 ;3( 仔細閱讀實驗原理與實驗內(nèi)容，設(shè)計相應(yīng)的電路和數(shù)據(jù)表格。三、實驗原理譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路，其功能是將每個輸入的二進制代碼譯成對應(yīng)的輸出高、低電平的信號，它是編碼的反操作。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中的用途比較廣泛，它不僅常用于代碼的轉(zhuǎn)換，終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)據(jù)分配、脈沖分配、存儲器尋址和組合邏輯信號的產(chǎn)生

2、等場合。常用的譯碼器電路有二進制譯碼器、二- 十進制譯碼器、顯示譯碼器等種類，不同的功能需求可選用不同種類的譯碼器來實現(xiàn)。本實驗采用TTL 中規(guī)模集成譯碼電路 74LS138譯碼器，其管腳分布圖見附錄，表實驗3.1 為其功能真值表。鑒于74LS138有三個附加的控制端G1、G2A、G2B，可利用其片選的作用可以級聯(lián)擴展譯碼器的功能，也可以利用其控制功能構(gòu)成一個完整的數(shù)據(jù)分配器。輸入端輸出端選擇端 控制端1. 用 74LS138實現(xiàn)組合邏輯功能由于二進制譯碼器的每一個輸出均是輸入代碼的最小項函數(shù)，因此，配以適當?shù)拈T電路，利用74LS138可以實現(xiàn)任意自變量數(shù)不超過三個的組合邏輯函數(shù)。如圖實驗 3

3、.1 邏輯圖所示，用一個74LS138和一個四輸入與非門可以實現(xiàn)邏輯函數(shù)。F,m(1,2,4,7),2. 用 74LS138實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)分配器圖實驗 3.1 邏輯圖圖實驗 3.2 數(shù)據(jù)選擇器原理示意圖數(shù)據(jù)分配器也稱多路分配器，其功能是，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，將某一路數(shù)據(jù)分配到不同的數(shù)據(jù)通道上。數(shù)據(jù)分配器是單輸入、多輸出組合邏輯電路。帶控制輸入端的譯碼器也是一個完整的數(shù)據(jù)分配器。如圖實驗3.1 所示，如果把 G1作為數(shù)據(jù)輸入端 ( 同時令 G2A,G2B,0)，將 C、B、A 作為地址輸入端，則從G1送來的數(shù)據(jù)只能通過由CBA所指定的一根數(shù)據(jù)線上送出去，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的反碼分配輸出。3. 數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選

4、擇器也叫多路開關(guān)，其功能是在地址選擇信號的控制下，從多路數(shù)據(jù)中選擇一路數(shù)據(jù)作為輸出信號，其原理如圖實驗3.2 所示。數(shù)據(jù)選擇器是一種多輸入、單輸出的組合邏輯多路。由于多路數(shù)據(jù)選擇器與多路數(shù)據(jù)分配器的功能正好相反，它們配合使用，可以實現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)傳輸線上傳送多路信號。如圖實驗3.3 所示，在傳送線 STL 的兩端接以多路數(shù)據(jù)選擇器和多路數(shù)據(jù)分配器，在相同地址輸入的控制下即可實現(xiàn)多通道并行串行并行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。四、實驗儀器設(shè)備1. TPE-AD 型數(shù)字電路實驗箱 1 臺2. 3 線 -8 線譯碼器 74LS138 1 塊3. 雙四輸入與非門 74LS20 1 塊4. 四兩輸入與非門 74LS00

5、1 塊5. 雙四選一數(shù)據(jù)選擇器 74LS153 1 塊A1圖實驗 3.3 多通道數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)五、實驗內(nèi)容及方法1. 74LS138 邏輯功能測試74LS138輸入端接邏輯電平開關(guān)，輸出端接電平指示燈，用真值表記錄實驗數(shù)據(jù)，分析并確認譯碼器的邏輯功能。2.用 74LS138和 74LS20 構(gòu)成一位全減器設(shè)計電路并在實驗箱上實現(xiàn)之。全減器的輸入，被減數(shù)A、減數(shù) B、低位來的借位 C，接邏輯開關(guān) ; 全減器的輸出，數(shù)據(jù)差D、向高位的借位 C，接電平指示燈。觀察輸入與輸出的狀態(tài)變化，用真值表記錄實驗結(jié)果并分析之。3. 用 74LS138實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)分配器設(shè)計電路并在實驗箱上實現(xiàn)之。數(shù)據(jù)分配器的數(shù)據(jù)輸

6、入可采用實驗箱1Hz 信號源的輸出端 ; 地址及其它輸入接邏輯開關(guān); 輸出接電平指示燈，觀察輸入與輸出的狀態(tài)變化，記錄結(jié)果并分析之電路的功能。4. 用 74LS138和 74LS153構(gòu)成一個四通道數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計電路并在實驗箱上實現(xiàn)之。輸入數(shù)據(jù)可利用實驗箱上的信號源或邏輯開關(guān);地址及其它輸入接邏輯開關(guān); 輸出接電平指示燈，觀察輸入與輸出的狀態(tài)變化，記錄結(jié)果并分析電路的功能。六、實驗報告1. 畫出實驗線路圖，記錄整理實驗現(xiàn)象及實驗所得的有關(guān)波形，對實驗結(jié)果進行分析。(1). 74LS138邏輯功能測試使能輸入輸出AAA SS， SYYYYYYYY021123035671241000001111

7、111100011011111110010110111111001111101111101001111011110101 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 d d d d 1 1 1 1 1 1 1 1 d 1 d d d 1 1 1 1 1 1 1 1當使能變量為 0 時，無論輸入取何種組合，輸出為 1， ， SAAAS，SY0123210中必然有一個且僅有一個為0，其余均為 1， YYYYYYY3567124當使能變量為 0，或為 1 時，禁止譯碼器的輸出。SS， S123(2). 用

8、 74LS138和 74LS20構(gòu)成一位全減器輸入輸出A B GD Giii,1ii0000000111010110110110010101001100011111和表示二進制數(shù)的第i 位，表示本位最終運算結(jié)果，即就是低位向本位借位ABDiii或本位向高位借位之后的最終結(jié)果，表示低位是否向本位借位，表示本位是否向高 GGi,1i位借位。()=m1+m2+m4+m7 ()= m1+m2+m3+m7 , , DABGGABGiiii,1iiii,1(3).用 74LS138實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)分配器YYYFABCY1247000111100011101101010111011111101000111110

9、11111011011110111111 0 1功能 : 在數(shù)據(jù)傳輸過程中，將某一路數(shù)據(jù)分配到不同的數(shù)據(jù)通道上。(4).用 74LS138和 74LS153構(gòu)成一個四通道數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)選擇 輸入 輸出 A1 A0 D0D1D2D3Y000XXX0001XXX101X0XX001X1XX110X X0X010XX1X111XXX0011XXX11功能 : 在地址選擇信號的控制下，從多路數(shù)據(jù)中選擇一路數(shù)據(jù)作為輸出信號。利用 74LS138實現(xiàn)測試 74LS138利用 74LS138全減器功能邏輯功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器利用 74LS138實現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇器根據(jù) 74LS138的真值表對實驗結(jié)果進行測試，且全部符合實驗數(shù)據(jù)，證明邏輯功能的測試正確，全減器，分配器連接正確。2. 總結(jié)使用集成譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器的體會