第十九讲 数据选择器和分配器

第十九讲 数据选择器和分配器

6.5 数据选择器和分配器
6.5.1 数据选择器
一、 4选1数据选择器
1．逻辑电路
2．真值表
3．输出逻辑函数式
1．逻辑图
2．逻辑功能分析
3．真值表
4．输出逻辑函数式
二、8选1数据选择器
1．逻辑功能示意图
2．真值表
3．输出逻辑函数式
三、用数据选择器实现组合逻辑函数
1．当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时
代数法
卡诺图法
2．当逻辑函数的变量个数多于数据选择器的地址输入变量的个数时
6.5.2 数据分配器
3线一8线译码器CT74LS138构成的8路数据分配器。

6.5 数据选择器和分配器
6.5.1 数据选择器

在多路数据传输过程中，经常需要将其中一路信号挑选出来进行传输，这就需要用到数据选择器。
在数据选择器中，通常用地址输入信号来完成挑选数据的任务。如一个4选1的数据选择器，应有两个地址输入端，它共有＝4种不同的组合，每一种组合可选择对应的一路输入数据输出。同理，对一个8选1的数据选择器，应有3个地址输入端。其余类推。
而多路数据分配器的功能正好和数据选择器的相反，它是根据地址码的不同，将一路数据分配到相应的一个输出端上输出。

根据地址码的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路，称为数据选择器。
其功能相当于一个受控波段开关。

多路输入信号：N个
输出：1个
地址码：n位                         
应满足 ≥N

一、4选1数据选择器

     

3．由图6.5.1和真值表可写出输出逻辑函数式

1．逻辑图（了解）。它由两个相同的4选1数据选择器组成。

2．逻辑功能分析

下面以教材中图6.5.2中的一个数据选择器为例进行分析。

（1）第一级传输门1TG1～1TG4的开通与关闭由A0 来控制。
当 A0＝0时，1TG1和1TG3开通，1TG2和1TG4关闭；当 A0＝1时，1TG1和1TG3关闭，1TG2和1TG4开通。
（2）第二级传输门1TG5和1TG6的开通与关闭由 A1来控制。
当A1＝0时，1TG5开通，1TG6关闭；当A1＝1时，1TG5关闭，1TG6开通。
这样，在A1A0 取值确定后，且取1 ＝0时，则输入数据1D0～1D3中便有一个相应的数据输出。

3．真值表

表6.5.2 双4选1数据选择器CC14539的真值表

4．输出逻辑函数式

二、8选1数据选择器

MSI器件TTL 8：选1数据选择器CT74LS151
1．逻辑功能示意图

2．真值表

表6.5.3 数据选择器CT74LS151的真值表

3．输出逻辑函数

　

　

　

　

　

　

三、用数据选择器实现组合逻辑函数

实现原理：数据选择器是一个逻辑函数的最小项输出器：

而任何一个n位变量的逻辑函数都可变换为最小项之和的标准式

，Ki的取值为0或1，所以，用数据选择器可很方便地实现逻辑函数。
方法：⑴ 表达式对照法，将 和 相比较。⑵ 卡诺图对照法。
1．当逻辑函数的变量个数和数据选择器的地址输入变量个数相同时，可直接用数据选择器来实现逻辑函数。

［例6.5.1］ 试用数据选择器实现逻辑函数
Y＝AB＋AC＋BC
解：该题可用代数法和卡诺图法求解。
代数法
（1）选用数据选择器。由于逻辑函数Y中有A、B、C三个变量，所以，可选用8选1数据选择器，现选用CT74LS151。
（2）写出逻辑函数的标准与一或表达式。逻辑函数Y的标准与一或表达式为
                   

（3）比较Y和Y′两式中最小项的对应关系。设Y＝Y′，A＝A2 ，B＝A1 ，C＝A0 ，Y′式中包含Y式中的最小项时，数据取1，没有包含Y式中的最小项时，数据取0，由此得

（4）画连线图。根据上式可画出图6.5.4所示的连线图。

卡诺图法
（1）写出逻辑函数Y的标准与一或表达式为

（2）画出Y和8选1数据选择器输出逻辑函数Y′的卡诺图。Y和Y′的卡诺图如图6.5.5所示。

（3）比较逻辑函数Y′和Y的卡诺图。设Y＝Y′、A＝A2 、B＝A1 、C＝A0 ，对比图6.5.5（a）和（b）两张卡诺图后得

图6.5.5［例6.5.1］的卡诺图
（a） Y的卡诺国；（b） 的卡诺图

    

（4）画连线图。根据上式可画出图6.5.4的连线图。

2．当逻辑函数的变量个数多于数据选择器的地址输入变量的个数时，应分离出多余的变量，将余下的变量分别有序地加到数据选择器的地址输入端上。

[例6.5.2] 用双4选1数据选择器CC14539和非门构成一位全加器。

解：（1）设定变量，列真值表。
设二进制数在第i位相加
输入变量：被加数Ai，加数Bi，来自低位的进位数Ci-1
输出逻辑函数：本位和Si，向相邻高位的进位数为Ci
其真值表如表6.5.4所示。

（4）将全加器的输出逻辑函数式和数据选择器的输出逻辑函数式进行比较。设 Si＝1Y、Ai＝A1、Bi＝A0时，则

（5）画连线图。

图6.5.6［例6.5.2］的连线图

由上题可知，当逻辑函数的变量数多于数据选择器的输入地址码A1、A0时，则D3～D0可视为是第三个（输入）变量，用以表示逻辑函数中被分离出来的变量。

6.5.2 数据分配器
数据分配是数据选择的逆过程。

根据地址信号的要求，将一路数据分配到指定输出通道上去的电路，称为数据分配器。

3线—8线MSI译码器的逻辑功能？
如将译码器的使能端作为数据输入端，二进制代码输入端作为地址信号输入端使用时，则译码器便成为一个数据分配器。

3线一8线译码器CT74LS138构成的8路数据分配器。