数据选择器和分配器(I)

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1、第10讲课时授课计划课程内容内容：数据选择器和分配器目的与要求：1．掌握四选一、八选一的逻辑功能，对应MSI器件的使用2．掌握用数据选择器实现组合函数的方法3．了解数据分配器的逻辑功能重点与难点：数据选择器的逻辑功能及其实现组合函数的方法教学方法设计：比较学习选择器和分配器课堂讨论：实际：数字波段开关在仪表中的使用，信道复用分时传送技术现代教学方法与手段：大屏幕投影复习（提问）：3线—8线MSI译码器的逻辑功能？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，又称为多路选择器或多路

2、开关。常用MUX（Multiplexer）表示。在数据选择器中，通常用地址输入信号（选择控制信号）来完成挑选数据的任务。因此数据选择器定义为：根据地址码（选择控制信号）的要求，从多路输入信号中选择其中一路输出的电路。数据选择器的功能相当于一个受控波段开关。多路输入信号：N个；输出信号：1个；地址码：n位；2n≥N1、4选1数据选择器输出函数表达式为：选择控制输入A1A0数据输入D0D1D2D3输出Y00011011D0ddddD1ddddD2ddddD3D0D1D2D3由地址码决定从４路输入中选择哪１路输出。4选1MUX构成8选

3、1MUX原理：四选一选择器构成八选一选择器连线图集成数据选择器集成双4选1数据选择器74LS153演示2.8选1数据选择器-74LS151数据选择器74LS151的扩展MUX的应用多路开关（如多路模拟信号共用一个A/D转换通道）实现数据的并-串转换序列信号产生实现逻辑函数数据选择器实现逻辑函数原理：从前述分析可知，数据选择器是地址选择变量的最小项输出器；而任何一个逻辑函数都可以表示为最小项之和的标准形式。因此，用数据选择器可以很方便地实现逻辑函数。方法：表达式比较法（公式法）；卡诺图比较法。1）当逻辑函数的变量个数和数据选择器的

4、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。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。(1)用具有n个选择控制变量的多路选择器实现n个变量函数一般方法：将函数的n个变量依次连接到MUX的n个选择变量端，并将函数表示成最小项之和的形式。若函数表达式中包含最小项mi，则相应MUX的Di接1，否则Di接0。例1用多路选择器实现如下逻辑函数的功能F(A,B,C)=∑m(2,3,5,6)解由于给定函数为一个三变量函数故可

5、采用8路数据选择器实现其功能。因为8路数据选择器的输出表达式为逻辑函数F的表达式为比较上述两个表达式可知：要使W=F，只需令A2=A,A1=B,A0=C且D0=D1=D4=D7=0，而D2=D3=D5=D6=1即可。据此可作出用8路选择器实现给定函数的逻辑电路图(2)用具有n个选择控制变量的多路选择器实现n+1个变量的函数一般方法:从函数的n+1个变量中任n个作为MUX选择控制变量,并根据所选定的选择控制变量将函数变换成如下形式：以确定各数据输入Di。假定剩余变量为X，则Di的取值只可能是0、1或X,X四者之一。例2假定采

6、用4路数据选择器实现逻辑函数F(A,B,C)=∑m(2,3,5,6)解由于四路选择器具有2个选择控制变量，所以用来实现3变量函数功能时，应该首先从函数的3个变量中任选2个作为选择控制变量，然后再确定选择器的数据输入。假定选A、B与选择控制端A1、A0相连，则可将函数F的表达式表示成如下形式：显然，要使4路选择器的输出W与函数F相等，只需D0=0、D1=1、D2=C、D3=C。据此，可作出用4路选择器实现给定函数功能的逻辑电路图如图所示。类似地，也可以选择A、C或者B、C作为选择控制变量，选择控制变量不同，将使数据输入不同。

7、上述两种方法表明：用具有n个选择控制变量的MUX实现n个变量的函数或n+1个变量的函数时，不需要任何辅助电路，可由MUX直接实现。(3)用具有n个选择控制变量的多路选择器实现n+1个以上变量的函数当函数的变量数比MUX的选择控制变量数多两个以上时，一般需要加适当的逻辑门辅助实现。在确定各数据输入时，通常借助卡诺图。例3用4路选择器实现如下4变量逻辑函数的功能F(A,B,C,D)=∑m(1,2,4,9,10,11,12,14,15)解用4路选择器实现该函数时，应从卡诺图的4个变量中选出2个作为MUX的选择控制变量。原则

8、上讲，这种选择是任意的，但选择合适时可使设计简化。①选用变量A和B作为选择控制变量假定选用变量A和B作为选择控制变量，首先作出函数的卡诺图如图所示。A、B两个选择变量按其组合将原卡诺图划分为4个子卡诺图--2变量卡诺图(对应变量C和D)，如图中虚线所示。各子卡诺