实验五译码器、数据选择器及其应用 、实验目的 1.掌握中规模集成译码器、数据选择器的逻辑功能和使用方法。 2.了解译码器的应用。 3.学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 实验原理 1.译码器是将输入的具有特定含义的二进制代码翻译成输出信号的不同组合, 实现电路控制功能的逻辑电路。译码器在数字系统中应用广泛,可用于代码的转 换、终端数字的显示、数据的分配等等。译码器可分为变量译码器和显示译码器。 74LS138是目前常用的三线一一八线译码器(变量译码器),它有三根输入 线,可以输入三位二进制数码,共有八种状态组合,即可译出8个输出信号。管 脚图如图1所示。该集成芯片共有16个引脚,其中8脚应接地线,16脚接+5V 电源,脚A、A、A2为二进制编码输入端(A2为高位,A为低位):~Y,为 译码输出端(y,为高位,F为低位),E1、E24、E2为信号输入允许端,也称 使能端。E2A、E2为低电平有效(图中用管脚处的圆圈来表示低电平有效),E1 为高电平有效。只有信号输入允许端有效时输入的信号才有效,才可能实现译码。 74LS138的功能见表一。 Ao A 4EEE 74Ls138Y3 A2 E 74LS138 12F E F F GND-8 (a)符号图 (b)管脚图 图174LS138管脚和符号图
1 实验五 译码器、数据选择器及其应用 一、实验目的 1．掌握中规模集成译码器、数据选择器的逻辑功能和使用方法。 2．了解译码器的应用。 3．学习用数据选择器构成组合逻辑电路的方法。 二、实验原理 1．译码器是将输入的具有特定含义的二进制代码翻译成输出信号的不同组合， 实现电路控制功能的逻辑电路。译码器在数字系统中应用广泛，可用于代码的转 换、终端数字的显示、数据的分配等等。译码器可分为变量译码器和显示译码器。 74LS138 是目前常用的三线——八线译码器（变量译码器），它有三根输入 线，可以输入三位二进制数码，共有八种状态组合，即可译出 8 个输出信号。管 脚图如图 1 所示。该集成芯片共有 16 个引脚，其中 8 脚应接地线，16 脚接+5V 电源，脚 A0、 A1、 A2为二进制编码输入端( A2为高位， 0 A 为低位)；Y0 ～Y7 为 译码输出端(Y7 为高位，Y0 为低位)，E1、E2A 、E2B 为信号输入允许端，也称 使能端。E2A 、E2B 为低电平有效（图中用管脚处的圆圈来表示低电平有效），E1 为高电平有效。只有信号输入允许端有效时输入的信号才有效，才可能实现译码。 74LS138 的功能见表一。 图 1 74LS138 管脚和符号图
表一74LS138的逻辑功能 输入 输出 E1|E24+E2842A4 Y.|Y。Y ××1|1111111 01 00001 0001|1111 111 10 111 00000000 011 101 001 1111 110 2.74LS138可用作函数信号发生器,如图2所示,实现的逻辑函数是 74LS138 A0 A1A2 E2AE2R e +5V Z=ABC +abC +abc+ABc 图2 3.数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在选择控制电位的控制下,从几个 数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个 多掷开关,如图3所示,图中有四路数据D~D3,通过选择从控制信号A1、A 从四路数据中选中某一路数据送至输出端W。 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件,它有2选1、4选
2 表一 74LS138 的逻辑功能 输入 输出 E1 E2A + E2B A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 × 1 × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 0 × × × × 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 2．74LS138 可用作函数信号发生器，如图 2 所示，实现的逻辑函数是 Z = ABC + ABC + ABC + ABC 图 2 3．数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在选择控制电位的控制下，从几个 数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个 多掷开关，，如图 3 所示，图中有四路数据 D0 ～ D3，通过选择从控制信号 A1、A0 从四路数据中选中某一路数据送至输出端W 。 数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有 2 选 1、4 选
1、8选1、16选1等类别 8选1数据选择器74LS151: 74LS151引脚排列如图3,功能如表二 11 943 2-4151 DDWE 74LS151 13 NDR 8 (a)符号图 (b)管脚图 图374LS151引脚排列 表二74LS151的逻辑功能 输入 输出 E A2 A Ao W 0 100000000 0 0 D D 0 D D 选择控制端为A2~A,按二进制译码,从8个输入数据D。~D,中,选择一个 需要的数据送到输出端W,E为使能端,低电平有效。 (1)使能端E=1时,不论A2~A状态如何,均无输出,多路开关被禁止
3 1、8 选 1、16 选 1 等类别。 8 选 1 数据选择器 74LS151： 74LS151 引脚排列如图 3，功能如表二。 图 3 74LS151 引脚排列 表二 74LS151 的逻辑功能 输入 输出 E A2 A1 A0 W W 1 × × × 0 1 0 0 0 0 D0 D0 0 0 0 1 D1 D1 0 0 1 0 D2 D2 0 0 1 1 D3 D3 0 1 0 0 D4 D4 0 1 0 1 D5 D5 0 1 1 0 D6 D6 0 1 1 1 D7 D7 选择控制端为 A2～ A0，按二进制译码，从 8 个输入数据 D0 ～ D7 中，选择一个 需要的数据送到输出端W ，E为使能端，低电平有效。 （1）使能端E＝1 时，不论 A2～ A0状态如何，均无输出，多路开关被禁止
(2)使能端E=0时,多路开关正常工作,根据地址码A2、A、A4的状态选择 D~D2中某一个通道的数据输送到输出端W 如:A24A=000则选择D数据到输出端,即W=D 如:A2A1A=001,则选择D1数据到输出端,即W=D 4.数据选择器的应用一一实现逻辑函数 如图4用8选1数据选择器74LS151实现逻辑函数Y=ABC+ABC+AB E ABC 74LS151 D.、D,D、D2D,DDD 0 图4用8选1数据选择器74LS151实现逻辑函数 三、实验仪器及设备 1.数字逻辑实验箱1台 2.元器件:74LS20、74LS138、74LS151各1片,导线若干 四、实验内容 1.集成译码器的逻辑功能 (1)验证三线一一八线74LS138的逻辑功能 译码器功能测试:参看74LS138的管脚排列图,将8脚应接地线,16脚接 +5V电源,输出端Y~V接发光二极管,E1、E2A、E2B接固定电平001,使译 码器选通。A、A1、A2接逻辑电平开关,改变A0、41、A2的开关状态,使之 输入000~111共8种状态,观察发光二极管的变化,并记录实验结果 使能端功能测试:观察E1、E2A、E2g为其它输入时,译码器被禁止的情况 并记录实验结果
4 （2）使能端E＝0 时，多路开关正常工作，根据地址码 A2、 A1、 A0的状态选择 D0 ～ D7 中某一个通道的数据输送到输出端W 。 如： A2 A1 A0＝000，则选择 D0 数据到输出端，即W = D0 如： A2 A1 A0＝001，则选择 D1数据到输出端，即W = D1 4．数据选择器的应用——实现逻辑函数 如图 4 用 8 选 1 数据选择器 74LS151 实现逻辑函数Y = ABC + ABC + AB 图 4 用8选1 数据选择器 74LS151 实现逻辑函数 三、实验仪器及设备 1．数字逻辑实验箱 1 台 2．元器件：74LS20、74LS138、74LS151 各 1 片，导线若干 四、实验内容 1．集成译码器的逻辑功能 （1）验证三线——八线 74LS138 的逻辑功能 译码器功能测试：参看 74LS138 的管脚排列图，将 8 脚应接地线，16 脚接 +5V 电源，输出端Y0 ～Y7 接发光二极管，E1、E2A 、E2B 接固定电平 001，使译 码器选通。 A0 、 A1、 A2接逻辑电平开关，改变 A0 、 A1、 A2的开关状态，使之 输入 000～111 共 8 种状态，观察发光二极管的变化，并记录实验结果。 使能端功能测试：观察 E1、E2A 、E2B 为其它输入时，译码器被禁止的情况 并记录实验结果
(2)74LS38的应用一一作函数发生器 自行设计电路,用74LS138和74LS20实现函数Y=ABC+ABC+AB,将结果填 入表三。 2.数据选择器74LS151的逻辑功能 (1)验证数据选择器74LS151的逻辑功能 按图5接线,地址端A2、A、A、数据端D~D3、使能端E接逻辑开关, 输出端W接发光二极管,按74LS151功能表逐项测试,记录结果。 (2)用8选1数据选择器74LS151设计三输入多数表决电路,要求写出设计过 程、画出接线图、验证逻辑功能 接逻辑开关输出插口 +5V 161514113|121l10L9 cc D Ds De D, Ao Al 74LS151 D3DD1DW评EcND 1234567 接逻辑电平显不器 图574LS151逻辑功能测试
5 （2）74LS138 的应用——作函数发生器 自行设计电路，用 74LS138 和 74LS20 实现函数 Y= A BC+A B C+AB，将结果填 入表三。 2．数据选择器 74LS151 的逻辑功能 (1)验证数据选择器 74LS151 的逻辑功能 按图 5 接线，地址端 A2、 A1、 A0、数据端 D0～ D7、使能端E接逻辑开关， 输出端W 接发光二极管，按 74LS151 功能表逐项测试，记录结果。 （2）用 8 选 1 数据选择器 74LS151 设计三输入多数表决电路，要求写出设计过 程、画出接线图、验证逻辑功能。 图 5 74LS151 逻辑功能测试
五、实验记录 输入 输出(理论值)|输出(实际值 F F A00001111 B00 C0101 0 0 六、实验预习要求 1.复习译码器、数据选择器的工作原理。 2.根据实验任务,画出所需的实验线路及记录表格。 七、实验报告 1.画出用74LS138和74LS20实现函数Y=ABC+ABC+AB的电路图。 2.用8选1数数据选择器74LS151设计三输入多数表决电路,写出设计全过程、 画出电路图。 3.总结实验收获、体会
6 五、实验记录 输入 输出（理论值） 输出（实际值） A B C F F 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 六、实验预习要求 1．复习译码器、数据选择器的工作原理。 2．根据实验任务，画出所需的实验线路及记录表格。 七、实验报告 1．画出用 74LS138 和 74LS20 实现函数 Y= A BC+A B C+AB 的电路图。 2．用 8 选 1 数数据选择器 74LS151 设计三输入多数表决电路，写出设计全过程、 画出电路图。 3．总结实验收获、体会