電工電子技術(shù)課件：第三十三講 數(shù)據(jù)分配器與數(shù)據(jù)選擇器

1、電工電子技術(shù)第三十三講主要內(nèi)容：數(shù)據(jù)分配器與數(shù)據(jù)選擇器4.5.2 二-十進(jìn)制顯示譯碼器 在數(shù)字電路中，常常需要把運(yùn)算結(jié)果用十進(jìn)制 數(shù)顯示出來，這就要用顯示譯碼器。二 十進(jìn)制代碼譯碼器驅(qū)動器顯示器gfedcba 1. 半導(dǎo)體數(shù)碼管 由七段發(fā)光二極管構(gòu)成例：共陰極接法a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 1低電平時發(fā)光高電平時發(fā)光共陽極接法abcgdef+dgfecbagfedcba共陰極接法abcdefg 2. 七段譯碼顯示器Q3 Q2Q1Q0agfedcb譯碼器二 十進(jìn)制代碼(共陰極)100101111117個4位七段顯示譯碼器狀態(tài)表gfedcbaQ3

2、Q2 Q1 Q0a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 20 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 30 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 40 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 50 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 60 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 71 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 81 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 9輸 入輸 出顯示數(shù)碼A11A22LT3BI4RBI5A36A07GND8911101213141

3、516+UCC74LS247CT74LS247型譯碼器的外引線排列圖abcdefgBS204A0A1A2A3CT74LS247+5V來自計(jì)數(shù)器七段譯碼器和數(shù)碼管的連接圖5107abcdefgRBIBI LT動畫BI滅燈輸入 (低電平有效)，全部關(guān)斷RBI滅零輸入；(低電平有效)當(dāng)RBI=0;A3A2A1A0=0 時燈滅， RBI=1;A3A2A1A0=0時，顯示0。LT燈測試(低電平有效，且BI=1)，燈全亮4.6 數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器 在數(shù)字電路中，當(dāng)需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離多路數(shù)字傳輸時，為了減少傳輸線的數(shù)目，發(fā)送端常通過一條公共傳輸線，用多路選擇器分時發(fā)送數(shù)據(jù)到接收端，接收端利用多路分配器分時將

4、數(shù)據(jù)分配給各路接收端，其原理如圖所示。使能端多路選擇器多路分配器發(fā)送端接收端IYD0D1D2D3SA1A0傳輸線A0A1D0D1D2D3S數(shù)據(jù)選擇控制數(shù)據(jù)分配控制4.6.1 數(shù)據(jù)選擇器從多路數(shù)據(jù)中選擇其中所需要的一路數(shù)據(jù)輸出。例：四選一數(shù)據(jù)選擇器輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)使能端D0D1D2D3WSA1A0控制信號11&111&1YD0D1D2D3A0A1S1000000“與”門被封鎖，選擇器不工作。74LS153型4選1數(shù)據(jù)選擇器11&111&1YD0D1D2D3A0A1S01D0000“與”門打開，選擇器工作。由控制端決定選擇哪一路數(shù)據(jù)輸出。選中D000110074LS153型4選1數(shù)據(jù)選擇器由邏輯圖

5、寫出邏輯表達(dá)式74LS153功能表使能選 通輸出SA0A1Y10000001100110D3D2D1D0 多路選擇器廣泛應(yīng)用于多路模擬量的采集及 A/D 轉(zhuǎn)換器中。1SA11D31D21D11D01Y地74LS153(雙4選1)2D32D22D12D02YA02SUCC15141312111091613245678A0A1A274LS151YD0D15D14D9D8.D7D6.D1D0SABCS 用1片74LS151型8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151功能表選通選 擇輸出SA0A2Y100000D3D2D1D0A10D40D50D60D7000101000011100110101111例:用74L

6、S151型8選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)式 Y=AB+BC+CA解：將邏輯函數(shù)式用最小項(xiàng)表示ABCCABCBABCABBCAAABCCCBAY+=+=)()()( 將輸入變量A、B、C分別對應(yīng)地接到數(shù)據(jù)選擇器的選擇端A2 、A1 、 A0。由狀態(tài)表可知,將數(shù)據(jù)輸入端D3 、D5 、 D6 、 D7 接“1”，其余輸入端接“0”，即可實(shí)現(xiàn)輸出Y，如圖所示。 將輸入變量A、B、C分別對應(yīng)地接到數(shù)據(jù)選擇器的選擇端 A2 、A1 、 A0。由狀態(tài)表可知, 將數(shù)據(jù)輸入端D3 、D5 、 D6 、 D7 接“1”,其余輸入端接“0”,即可實(shí)現(xiàn)輸出Y, 如圖所示。CT74LS151功能表選通選 擇輸出SA0A

7、2Y100000D3D2D1D0A20D40D50D60D7000101000011100110101111CT74LS151ABCYSD7D6D5D4D3D2D1D0“1”ABCCABCBABCAY+=A2A1A04.6.2 數(shù)據(jù)分配器將一個數(shù)據(jù)分時分送到多個輸出端輸出。數(shù)據(jù)輸入控制信號使能端DY0Y1Y2Y3SA1A0數(shù)據(jù)輸出端確定芯片是否工作確定將信號送到哪個輸出端數(shù)據(jù)分配器的功能表Y3 Y2 Y1 Y0使能控 制輸 出SA0A110000001100110D00000D00000D00000D4.6.3 綜合應(yīng)用舉例例1 交通信號燈故障檢測電路交通信號燈在正常情況下，紅燈(R)亮停車，

8、黃燈(Y)亮準(zhǔn)備，綠燈(G)亮通行。正常時，只有一個燈亮。如果燈全不亮或全亮或兩個燈同時亮，都是故障。解：燈亮 “1”表示，燈滅 “0”表示，故障 “1”表示，正常 “0”表示，輸入信號三個，輸出信號一個 (1) 列邏輯狀態(tài)表 (2) 寫出邏輯表達(dá)式(3) 化簡可得:為減少所用門數(shù),將上式變換為: 0 0 0 1 R Y G F0 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1 (4) 畫邏輯圖FGYR&11&11KAKA 發(fā)生故障時，F(xiàn)=1，晶體管導(dǎo)通, 繼電器KA通電，其觸點(diǎn)閉合, 故障指示燈亮。觸發(fā)器部分的學(xué)習(xí)要求：1. 掌握 RS、JK、

9、D 觸發(fā)器的邏輯功能及 不同結(jié)構(gòu)觸發(fā)器的動作特點(diǎn)。2. 掌握寄存器、移位寄存器、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的邏輯功能，會分析時序邏輯 電路。3. 學(xué)會使用本章所介紹的各種集成電路。觸發(fā)器與時序邏輯 電路的輸出狀態(tài)不僅取決于當(dāng)時的輸入信號，而且與電路原來的狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)輸入信號消失后，電路狀態(tài)仍維持不變。這種具有存貯記憶功能的電路稱為時序邏輯電路。時序邏輯電路的特點(diǎn)： 下面介紹雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它是構(gòu)成時序電路的基本邏輯單元。 集成觸發(fā)器邏輯電路的記憶元件觸發(fā)器的功能 觸發(fā)器是數(shù)字時序邏輯電路的基本單元電路。它是由門電路構(gòu)成的，且具有記憶功能，能夠存儲1位二值信號。觸發(fā)器的特點(diǎn) 具有兩個能自行保持的

10、穩(wěn)定狀態(tài)0狀態(tài)和1狀態(tài)。用來表示二進(jìn)制的0和1。觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)和次態(tài) 觸發(fā)器接收輸入信號之前的狀態(tài)叫做現(xiàn)態(tài)，用Qn表示。觸發(fā)器接收輸入信號之后的狀態(tài)叫做次態(tài)，用Qn+1表示。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器特點(diǎn)：1、有兩個穩(wěn)定狀態(tài)“0”態(tài)和“1”態(tài)；2、能根據(jù)輸入信號將觸發(fā)器置成“0”或“1”態(tài)；3、輸入信號消失后，被置成的“0”或“1”態(tài)能 保存下來，即具有記憶功能。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器： 是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，它能儲存一位二進(jìn)制碼。4.4.1 RS 觸發(fā)器兩互補(bǔ)輸出端一 基本 RS 觸發(fā)器兩輸入端&QQ.G1&.G2SDRD 正常情況下，兩輸出端的狀態(tài)保持相反。通常以Q端的邏輯電平表示觸發(fā)器的狀態(tài)，即Q=1

11、，Q=0時，稱為“1”態(tài)；反之為“0”態(tài)。反饋線 觸發(fā)器輸出與輸入的邏輯關(guān)系1001設(shè)觸發(fā)器原態(tài)為“1”態(tài)。翻轉(zhuǎn)為“0”態(tài)(1) SD=1，RD = 01010QQ.G1&.&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)1001110觸發(fā)器保持“0”態(tài)不變復(fù)位0 結(jié)論: 不論 觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)， 當(dāng) SD=1， RD=0時， 將使觸發(fā)器 置“0”或稱 為復(fù)位。QQ.G1&.&G2SDRD01設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)011100翻轉(zhuǎn)為“1”態(tài)(2) SD=0，RD = 1QQ.G1&.&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)0110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變置位1 結(jié)論: 不論 觸發(fā)器原來 為何種狀態(tài)， 當(dāng) SD=0，

12、RD=1時， 將使觸發(fā)器 置“1”或稱 為置位。QQ.G1&.&G2SDRD11設(shè)原態(tài)為“0”態(tài)010011保持為“0”態(tài)(3) SD=1，RD = 1QQ.G1&.&G2SDRD設(shè)原態(tài)為“1”態(tài)1110001觸發(fā)器保持“1”態(tài)不變1 當(dāng) SD=1， RD=1時， 觸發(fā)器保持 原來的狀態(tài)， 即觸發(fā)器具 有保持、記 憶功能。QQ.G1&.&G2SDRD110011111110若G1先翻轉(zhuǎn)，則觸發(fā)器為“0”態(tài)“1”態(tài)(4) SD=0，RD = 0 當(dāng)信號SD= RD = 0同時變?yōu)?時，由于與非門的翻轉(zhuǎn)時間不可能完全相同，觸發(fā)器狀態(tài)可能是“1”態(tài)，也可能是“0”態(tài)，不能根據(jù)輸入信號確定。QQ.G1

13、&.&G2SDRD10若先翻轉(zhuǎn)基本 RS 觸發(fā)器狀態(tài)表邏輯符號RD(Reset Direct)-直接置“0”端(復(fù)位端)SD(Set Direct)-直接置“1”端(置位端)QQSDRDSDRDQ1 0 0 置00 1 1 置11 1 不變 保持0 0 同時變 1后不確定功能低電平有效基本RS觸發(fā)器RSQQS=1R=111若：Qn=0001則：Qn+1=0Qn=1110Qn+1=1穩(wěn)定狀態(tài)S=0R=101若：Qn=0Qn=1則：Qn+1=1“1”狀態(tài)S=1R=010 10若：Qn=0Qn=1則：Qn+1=0“0”狀態(tài)S=0R=001則：Qn+1=1Qn+1=1 觸發(fā)器既不是1態(tài)，也不是0態(tài)，而且在