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實(shí)驗(yàn)三譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器一、實(shí)驗(yàn)?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(cè)試方法;3.了解集成譯碼器的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1.復(fù)習(xí)譯碼器電路工作原理;2.預(yù)習(xí)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(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路和數(shù)據(jù)表格。三、實(shí)驗(yàn)原理譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路,其功能是將每個(gè)輸入的二進(jìn)制代碼譯成對(duì)應(yīng)的輸出高、低電平的信號(hào),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(chǔ)器尋址和組合邏輯信號(hào)的產(chǎn)生等場(chǎng)合。常用的譯碼器電路有二進(jìn)制譯碼器、二-十進(jìn)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(shí)現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)采用TTL中規(guī)模集成譯碼電路74LS138譯碼器,它是一個(gè)3線-8線的二進(jìn)制譯碼器。74LS138管腳分布圖見附錄,表實(shí)驗(yàn)3.1。因?yàn)?4LS138有三個(gè)附加的控制端G1、G2A、G2B,利用其片選的作用可以級(jí)聯(lián)擴(kuò)展為其功能表譯碼器的功能,也可以利用其控制功能構(gòu)成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。輸出端控制端選擇端輸出端控制端選擇端輸入端1.用74LS138實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能由于二進(jìn)制譯碼器的每一個(gè)輸出均是輸入代碼的最小項(xiàng)函數(shù),因此,配以適當(dāng)?shù)拈T電路,利用74LS138可以實(shí)現(xiàn)任意自變量數(shù)不超過三個(gè)的組合邏輯函數(shù)。如圖實(shí)驗(yàn)3.1邏輯圖所示,用一個(gè)74LS138和一個(gè)四輸入與非門可以實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)。。圖實(shí)驗(yàn)3.圖實(shí)驗(yàn)3.1邏輯圖圖實(shí)驗(yàn)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(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。如附錄所示,如果把G1作為數(shù)據(jù)輸入端(同時(shí)令G2A=G2B=0),將C、B、A作為地址輸入端,那么從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(shí)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)選擇器也叫多路開關(guān),其功能是在地址選擇信號(hào)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(hào),其原理如圖實(shí)驗(yàn)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。圖實(shí)驗(yàn)3.3多通道數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)傳輸線上傳送多路信號(hào)。如圖實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)多通道并行圖實(shí)驗(yàn)3.3多通道數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)AA1四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1.TPE-AD型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)2.3線-8線譯碼器74LS1381塊3.雙四輸入與非門74LS201塊4.四兩輸入與非門74LS001塊5.雙四選一數(shù)據(jù)選擇器74LS1531塊五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法1.74LS138邏輯功能測(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析并確認(rèn)譯碼器的邏輯功能。使能輸入輸出10101010101010100dd1000001010011100101110111dddddd01111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111111111111當(dāng)使能變量為1,為0時(shí),無論輸入,,取何種組合,輸出中必然有一個(gè)且僅有一個(gè)為0,其余均為1,當(dāng)使能變量為0,或?yàn)?時(shí),禁止譯碼器的輸出。2.用74LS138和74LS20構(gòu)成一位全減器設(shè)計(jì)電路并在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析之。輸入輸出0000010100111001011101110011110110000011和表示二進(jìn)制數(shù)的第i位,表示本位最終運(yùn)算結(jié)果,即就是低位向本位借位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,表示本位是否向高位借位。(,,)=m1+m2+m4+m7(,,)=m1+m2+m3+m73.用74LS138實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)分配器設(shè)計(jì)電路并在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)之。數(shù)據(jù)分配器的數(shù)據(jù)輸入可采用實(shí)驗(yàn)箱1Hz信號(hào)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。ABCY1Y2Y4Y7F0001111000111011010101110111111010001111101111101101111011111101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(gè)四通道數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路并在實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)之。輸入數(shù)據(jù)可利用實(shí)驗(yàn)箱上的信號(hào)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。選擇輸入輸出A1A0D0D1D2D3Y000XXX0001XXX101X0XX001X1XX110XX0X010XX1X111XXX0011XXX11功能:在地址選擇信號(hào)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(hào)。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.畫出實(shí)驗(yàn)線路圖,記錄整理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)所得的有關(guān)波形,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。利用74LS138實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器利用74LS138實(shí)現(xiàn)全減器功能測(cè)試74LS138邏輯功能利用74LS138實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配器利用74LS138實(shí)現(xiàn)全減器功能測(cè)試74LS138邏輯功能利用74LS138實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇器利用74LS138實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇器根據(jù)74LS138的真值表對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行測(cè)試,且全部符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),證明邏輯功能的測(cè)試正確
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