數(shù)據(jù)選擇器和分配器PPT學習教案

1、會計學1數(shù)據(jù)選擇器和分配器數(shù)據(jù)選擇器和分配器教學方法設計： 比較學習選擇器和分配器課堂討論：實際：數(shù)字波段開關在儀表中的使用，信道復用分時傳送技術現(xiàn)代教學方法與手段：大屏幕投影復習（提問）：3線8線MSI譯碼器的邏輯功能？第1頁/共45頁數(shù)據(jù)選擇器 在多路數(shù)據(jù)傳輸過程中，經(jīng)常需要將其中一路信號挑選出來進行傳輸。這就需要用到數(shù)據(jù)選擇器，又稱為多路選擇器或多路開關。常用MUX（Multiplexer）表示。 在數(shù)據(jù)選擇器中，通常用地址輸入信號（選擇控制信號）來完成挑選數(shù)據(jù)的任務。因此數(shù)據(jù)選擇器定義為： 根據(jù)地址碼（選擇控制信號）的要求，從多路輸入信號中選擇其中一路輸出的電路。 數(shù)據(jù)選擇器的功能相當

2、于一個受控波段開關。多路輸入信號：N個；輸出信號：1個；地址碼：n位； 2nN第2頁/共45頁1、 4 選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器輸出函數(shù)表達式為：30iii301201101001Dm33221100DmDmDmDmDAADAADAADAAY選擇控制輸入選擇控制輸入A1 A0數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入D0 D1 D2 D3 輸輸 出出 Y 0 0 0 1 1 0 1 1 D0 d d dd D1 d dd d D2 dd d d D3 D0 D1 D2 D3第3頁/共45頁由地址碼決定從路輸入中選擇哪路輸出。第4頁/共45頁120270160150140123012011010012701601501

3、401301220121012001276543210012YAYADAADAADAADAAADAADAADAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAADAAAYYD,D,D,D,D,D,D,DA,A,A:)()()(:2222輸輸出出端端：數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)輸輸入入端端：選選擇擇控控制制端端地地址址輸輸入入端端八八選選一一數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)選選擇擇器器第5頁/共45頁四選一選擇器構成八選一選擇器 第6頁/共45頁集成數(shù)據(jù)選擇器集成數(shù)據(jù)選擇器 16 15 14 13 12 11 10 974LS153 1 2 3 4 5 6 7 8VCC 2S A0 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y1

4、S A1 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y GND集成雙集成雙4 4選選1 1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器7474LS153LS153輸 入輸 出 S D A1 A0 Y1 0 D0 0 00 D1 0 10 D2 1 00 D3 1 1 0 D0 D1 D2 D3演示第7頁/共45頁2. 8選選1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器-74LS151輸 入輸 出D A2 A1 A0 SY Y 1D0 0 0 0 0D1 0 0 1 0D2 0 1 0 0D3 0 1 1 0D4 1 0 0 0D5 1 0 1 0D6 1 1 0 0D7 1 1 1 00 1D0 0DD1 1DD2 2DD3 3DD4 4DD5

5、5DD6 6DD7 7D 16 15 14 13 12 11 10 974LS151 1 2 3 4 5 6 7 8VCC D4 D5 D6 D7 A0 A1 A2D3 D2 D1 D0 Y Y S GND70012701210120iiimDAAADAAADAAADY70012701210120iiimDAAADAAADAAADYS0 時第8頁/共45頁 Y Y74LS151(2)D7 D0 A2A1A0 EN Y Y74LS151(1)D7 D0 A2A1A0 EN11D15 D8D7 D0A3A2A1A0S2S1Y2Y1YY2Y1數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器74LS151的擴展的擴展第9頁/共4

6、5頁第10頁/共45頁數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)原理：原理：從前述分析可知，數(shù)據(jù)選擇器是地址選擇變量的最小項輸出器；而任何一個邏輯函數(shù)都可以表示為最小項之和的標準形式。因此，用數(shù)據(jù)選擇器可以很方便地實現(xiàn)邏輯函數(shù)。方法方法：表達式比較法（公式法）表達式比較法（公式法）；卡諾圖比較法。1）當邏輯函數(shù)的變量個數(shù)和數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個數(shù)相同時，可直接用數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)邏輯函數(shù)。2）當邏輯函數(shù)的變量個數(shù)多于數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入變量個數(shù)時，應分離出多余的變量，將余下的變量分別有序地加到數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入端上。第11頁/共45頁第12頁/共45頁比較上述兩個表達式可知：要使W=F，

7、只需令A2=A,A1=B,A0=C且D0=D1=D4=D7=0，而D2=D3=D5=D6=1即可。據(jù)此可作出用8路選擇器實現(xiàn)給定函數(shù)的邏輯電路圖 第13頁/共45頁第14頁/共45頁第15頁/共45頁第16頁/共45頁第17頁/共45頁第18頁/共45頁第19頁/共45頁第20頁/共45頁 A、B兩個選擇變量按其組合將原卡諾圖劃分為4個子卡諾圖-2變量卡諾圖(對應變量C和D)，如圖中虛線所示。各子卡諾圖所示的函數(shù)就是與其選擇控制變量對應的數(shù)據(jù)輸入函數(shù)Di。求數(shù)據(jù)輸入函數(shù)時，函數(shù)化簡可以在卡諾圖上進行。注意：由于一個數(shù)注意：由于一個數(shù)據(jù)輸入對應選擇控制變量的一種據(jù)輸入對應選擇控制變量的一種取值組

8、合，因此，化簡只能在相取值組合，因此，化簡只能在相應的子卡諾圖內(nèi)進行，即不能越應的子卡諾圖內(nèi)進行，即不能越過圖中虛線過圖中虛線。分別化簡圖(a)中的每個子卡諾圖，見圖中實線圈(標注這些圈對應的與項時應去掉選擇控制變量)，即可得到各數(shù)據(jù)輸入函數(shù)Di分別為 第21頁/共45頁據(jù)此，可得到實現(xiàn)給定函數(shù)的邏輯電路圖如圖(b)所示。除4路選擇器外，附加了4個邏輯門。 第22頁/共45頁第23頁/共45頁相應邏輯電路圖如圖(d)所示，只附加一個與非門。顯然，實現(xiàn)給定函數(shù)用B、C作為選擇控制變量更簡單。 第24頁/共45頁第25頁/共45頁4、用數(shù)據(jù)選擇器構成數(shù)據(jù)比較器演示用譯碼器和數(shù)據(jù)選擇器能構成簡化的數(shù)

9、據(jù)比較器，能進行相等或不相等比較。請看演示。第26頁/共45頁由地址碼決定將輸入數(shù)據(jù)送給哪路輸出。輸 入輸出A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3D0 00 11 01 1D 0 0 00 D 0 00 0 D 00 0 0 D邏輯表達式地地址址變變量量輸輸入入數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)013012011010 ADAYADAYAADYAADY數(shù)據(jù)分配是數(shù)據(jù)選擇的逆過程。根據(jù)地址信號的要求，將一路數(shù)據(jù)分配到指定輸出通道上去的電路，稱為數(shù)據(jù)分配器。常用DEMUX表示。數(shù)據(jù)分配器第27頁/共45頁11DA1 A0Y0 Y1 Y2 Y3&第28頁/共45頁集成數(shù)據(jù)分配器集成數(shù)據(jù)分配器 把二進制譯碼器的使能端作為數(shù)據(jù)輸入端，

10、二進制代碼輸入端作為地址碼輸入端，則帶使能端的二進制譯碼器就是數(shù)據(jù)分配器。第29頁/共45頁G2BG1G2A 數(shù)據(jù)輸出1 Y0 Y1 Y2STC 74LS138 Y3 Y4STA Y5STB Y6 Y7 A2 A1 A0 D由由74LS138構成的構成的1路路-8路數(shù)據(jù)分配器路數(shù)據(jù)分配器數(shù)據(jù)輸入端地址輸入端D從G2B或G2A加入，可得到原碼輸出，若從G1加入，可得到反碼輸出。第30頁/共45頁G2BG1G2A數(shù)據(jù)發(fā)送端數(shù)據(jù)接收端選擇控制端數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出1SD0D1D2D3 73LS151 YD4D5D6 END7 A2 A1 A0 Y0 Y1 Y2STC 74LS138 Y3 Y4STA Y

11、5STB Y6 Y7 A2 A1 A0數(shù)據(jù)分配器的應用數(shù)據(jù)分配器的應用數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器一起構成數(shù)據(jù)分時傳送系數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器一起構成數(shù)據(jù)分時傳送系統(tǒng)統(tǒng)演示74LS151第31頁/共45頁第32頁/共45頁第33頁/共45頁確定數(shù)據(jù)確定數(shù)據(jù)選擇器器確定地址變量確定地址變量 2 1 ABCBACBALn個地址變量的數(shù)據(jù)選擇器，不需要增加門電路，最多可實現(xiàn)n1個變量的函數(shù)。3個變量，選用4選1數(shù)據(jù)選擇器。A A1 1=A=A、A A0 0=B=B邏輯函數(shù)邏輯函數(shù) 1 選用選用7474LS153LS153 2 74LS153有兩個地址變量。第34頁/共45頁求Di 3 （1）公式法）公式法

12、函數(shù)的標準與或表達式：103210mmCmCmABCBACBAL4選1數(shù)據(jù)選擇器輸出信號的表達式：33221100DmDmDmDmY比較L和Y，得：103210DDCDCD、 3 第35頁/共45頁畫連線圖 4 C C 0 1 A B 0Y74LS153D0 D1 D2 D3 A1 A0 ST L21 4 第36頁/共45頁求Di的方法（2）真值表法）真值表法miA B CLm00 0 00 0 101m10 1 00 1 110m21 0 01 0 100m31 1 01 1 111C=1時時L=1，故故D0=CL=0，故故D2=0L=1，故故D3=1C=0時時L=1，故故D1=C第37頁/

13、共45頁求Di的方法（3）圖形法）圖形法 AB C000111100011011010D0D1D3D2103210DDCDCD、第38頁/共45頁)13,12,11,10, 9 , 5 , 4 , 3 , 0(),(mDCBAL用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)函數(shù)：例選用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS151設A2=A、A1=B、A0=C ABCD00011110001110010111111001100001求DiD0=DD2=1D6=1D4=DD1=DD3=0D7=0D5=1第39頁/共45頁D D 1 0 D 1 1 0 A B C 0LY74LS151D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A2 A1

14、 A0 EN畫連線圖第40頁/共45頁1）.用具有n個地址端的數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)n變量函數(shù) 例1 用8選1數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)Y=AB+AC+BC。解：A：表達式比較法求解。 （1）將函數(shù)表達式轉換為標準與-或表達式如下：7653mmmmABCCABCBABCABCACABY（2）令A=A2、B=A1、C=A0，將上述表達式與8選1數(shù)據(jù)選擇器輸出函數(shù)表達式比較可得：7766554433221100DmDmDmDmDmDmDmDmYD0=D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=D7=1第41頁/共45頁解：B：卡諾圖比較法求解。 （1）分別作出邏輯函數(shù)卡諾圖和8選1數(shù)據(jù)選擇器卡諾圖如下（2）令A=A2、B=A1、C=A0，比較兩個卡諾圖可得：D0=D1=D2=D4=0，D3=D5=D6=D7=1第42頁/共45頁2）.有n個地址端的數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)m變量函數(shù)（mn） 一般將卡諾圖的變量數(shù)稱為該圖維數(shù)。如果把某些變量也作為卡諾圖小方格內(nèi)的值，則會減小圖的維數(shù)，這種圖稱為降維圖。 當函數(shù)輸入變量的數(shù)目大于數(shù)據(jù)選擇器的地址端的數(shù)目，只有將函數(shù)卡諾圖的維數(shù)降到與選擇器卡諾圖的維數(shù)相同，兩個卡諾圖的才能一一對應。也就是說，對于函數(shù)輸入變量多于選擇器地址端的電路設計，必須先對函數(shù)的卡諾圖進行維圖。 以下舉例說明降維方法。例如：下圖（a）為一個四變量的卡諾圖，若把變量D作為記圖變量，把它