實(shí)驗(yàn)三 譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器

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的真值表對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行測試，且全部符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，證明邏輯功能的測試正確