eda四選一多路選擇器的設(shè)計(jì)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 eda四選一多路選擇器的設(shè)計(jì) 多路選擇器（又稱為數(shù)據(jù)選擇器） 功能 在選擇變量控制下，從多路輸入數(shù)據(jù)中選中某一路數(shù)據(jù)送至輸出端。對(duì)于一個(gè)具有2n個(gè)輸入和1個(gè)輸出的多路選擇器，有n個(gè)選擇變量。 典型芯片 典型中規(guī)模多路選擇器有雙4路數(shù)據(jù)選擇器74153，其引腳排列圖和邏輯符號(hào)如圖1（a）、（b）所示。 數(shù)據(jù)選擇器74153芯片含兩個(gè)4路數(shù)據(jù)選擇器，每個(gè)選擇器接收4路數(shù)據(jù)輸入，產(chǎn)生一個(gè)輸出，兩個(gè)4路數(shù)據(jù)選擇器共用兩個(gè)選擇變量。芯片有16條引線，其中1D01D3，2D02D3為8條數(shù)據(jù)輸入線，A1和A0為選擇輸入線，1Y、2Y為2條輸出線，1G、2G為使能控制端，另外

2、有1條電源線和1條地線。 4路數(shù)據(jù)選擇器的輸出函數(shù)表達(dá)式為 式中，mi為選擇變量構(gòu)成的項(xiàng)。 應(yīng)用 多路選擇器除完成對(duì)多路數(shù)據(jù)開(kāi)展選擇的基本功能外，還可用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并-串轉(zhuǎn)換、序列信號(hào)產(chǎn)生以及實(shí)現(xiàn)各種邏輯函數(shù)功能。 例如采用4路選擇器74153實(shí)現(xiàn)如下邏輯函數(shù)的功能 解給定函數(shù)為一個(gè)3變量函數(shù)，由于4路選擇器具有2個(gè)選擇控制變量，所以用來(lái)實(shí)現(xiàn)3變量函數(shù)功能時(shí)，應(yīng)該首先從函數(shù)的3個(gè)變量中任選2個(gè)作為選擇控制變量，然后再確定選擇器的數(shù)據(jù)輸入。假定選A、B與選擇控制端A1、A0相連，則可將函數(shù)F的表達(dá)式表示成如下形式： 顯然，要使4路選擇器的輸出Y與函數(shù)F相等，只需：。據(jù)此，可畫出邏輯電路如圖2所示

3、。類似地，也可以選擇A、C或B、C作為選擇控制變量，選擇控制變量不同，數(shù)據(jù)輸入也不同。 4選1數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)背景和設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)背景： 該設(shè)計(jì)是以數(shù)字電子技術(shù)為根底，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從四位數(shù)據(jù)中按照輸入的信號(hào)選中一個(gè)數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)所期望的邏輯功能。 設(shè)計(jì)方案： 用撥碼開(kāi)關(guān)作四位數(shù)據(jù)及兩位控制端的輸入，LED作輸出，通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)組成控制輸入端s1和s0不同組合，觀察LED與數(shù)據(jù)輸入端a，b，c，d的關(guān)系，驗(yàn)證四選一數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)的正確性。使用邏輯門電路與、或、非的組合來(lái)表達(dá)4選1數(shù)據(jù)選擇器，通過(guò)控制輸入的信號(hào)來(lái)控制輸出的信號(hào)值。 其邏輯電路如下列圖： 其示意框圖如下： 其中輸入數(shù)據(jù)端口為DO、D

4、1、D2、D3，A、A為控制信號(hào)，Y為輸出。 令A(yù)A=“OO”時(shí)，輸出Y=D0; 令A(yù)A=“01”時(shí)，輸出Y=D1; 令A(yù)A=“10”時(shí)，輸出Y=D2; 令A(yù)A=“11”時(shí)，輸出Y=D3; 真值表如下： 2、方案實(shí)施 (1)設(shè)計(jì)思路 四選一多路選擇器設(shè)計(jì)時(shí)，定義輸入s為標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)漏記為SIDLOGIC輸出的信號(hào)Z的數(shù)據(jù)類型定義為2位標(biāo)準(zhǔn)邏輯矢量位STD_LOGIC_VECTOR（1DOWNTO0）。使用LBRATY語(yǔ)句和USE語(yǔ)句，來(lái)打開(kāi)IEEE庫(kù)的程序包STDLOGIC_1164.ALL。當(dāng)輸入信號(hào)時(shí)，程序按照輸入的指令來(lái)選擇輸出，例如輸入信號(hào)為“OO”時(shí)，將a的值給z，進(jìn)而輸出z的值，輸入信

5、號(hào)為“11”是，將a的值給z，進(jìn)而輸出z的值。若輸入信號(hào)是已經(jīng)定義的四個(gè)信號(hào)之外的值時(shí)（即當(dāng)正條件語(yǔ)句不滿足時(shí)），輸出值為x，并將x的值給輸出信號(hào)Z。這樣即可實(shí)現(xiàn)四選一數(shù)據(jù)選擇的功能。 程序 LIBRARY正EE： USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL： ENTITYmux41is PORT（a，b.c.d：NSTD_LOGIC： INSTD_LOGIC_VECTOR（1 DOWNTO0）： STD_LOGIC）： OUT END mux41： IS ARCHITECTUREoneOF mux41 BEGIN PROCESS（s，a.b.c.d） BEGIN IS CASES

6、 WHEN“00”=z=a： WHEN“01”=z=b： WHEN“10”=z=c： WHEN“11”=z=d： WHENOTHERS=z-=null： END CASE; ENDPROCESS： END one; 運(yùn)行結(jié)果 當(dāng)輸入信號(hào)“OO”時(shí)，輸出信號(hào)z的值為a： 當(dāng)輸入信號(hào)“01”時(shí)，輸出信號(hào)z的值為b; 當(dāng)輸入信號(hào)“10”時(shí)，輸出信號(hào)z的值為c： 當(dāng)輸入信號(hào)“11”時(shí)，輸出信號(hào)z的值為d： 波形仿真及描述 輸入： 的波形周期為10ns，b的波形周期為5ns，c的波形周期為15ns，d的波形周期為8nsos1的波形周期為5ns.s的波形周期為10ns。 (2)設(shè)計(jì)思路 定義6個(gè)輸入信號(hào)，

7、一個(gè)輸出信號(hào)，當(dāng)控制信號(hào)A=1時(shí)，muxval 的值加1，即muxval=muxva1+1當(dāng)控制信號(hào) B= 1時(shí)muxval的值加2，即muxval-muxval+2。當(dāng)輸入值為i0時(shí)，輸出q的值為0，當(dāng)輸入的值為“i1時(shí)，輸出q的值為1，當(dāng)輸入值為i2時(shí)，輸出q的值為2，當(dāng)輸入值為i3時(shí)，輸出q的值為3。 程序 USE 正EE.STD LOGIC 1164.ALL; ENTITY mus41 IS （i0ji1，i2，i3，a，b ：N STD_LOGIC; PORT ：OUT STD_LOGIC ）; ENS mux4; OF mux4 IS ARCH ITE CT URE b_mux4

8、BE G N Process （i0，il，i2，i3，a，） Variable 0; downto musval ：integer rang Begin m uxv al ：=0; if （a=l） musval:muxval+ l; end if; then if （b=I） then muxval ：muxwal + 2; end if; is muxval case w hen 0= q = i0; when l= q = il; when2=q=2; when3=q=i3; others= null; When end ca se; end process; END b_mux4; 運(yùn)行結(jié)果 當(dāng)輸入信號(hào)“OO”時(shí)，輸出信號(hào)z的值為i0： 當(dāng)輸入信號(hào)“01”時(shí)，輸出信號(hào)z的值為i1： 當(dāng)輸