實驗三譯碼器和數據選擇器一、實驗目的1．熟悉中規模集成譯碼器電路的原理及功能；2．掌握中規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用。二、實驗預習要求1．復習譯碼器電路工作原理；2．預習中規模集成電路譯碼器74LS138的邏輯功能及使用方法；3．仔細閱讀實驗原理與實驗內容，設計相應的電路和數據表格。三、實驗原理譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路，其功能是將每個輸入的二進制代碼譯成對應的輸出高、低電平的信號，它是編碼的反操作。譯碼器在數字系統中的用途比較廣泛，它不僅常用于代碼的轉換，終端的數字顯示，還用于數據分配、脈沖分配、存儲器尋址和組合邏輯信號的產生等場合。常用的譯碼器電路有二進制譯碼器、二-十進制譯碼器、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現。本實驗采用TTL中規模集成譯碼電路74LS138譯碼器，它是一個3線－8線的二進制譯碼器。74LS138管腳分布圖見附錄，表實驗3.1。因為74LS138有三個附加的控制端G1、G2A、G2B，利用其片選的作用可以級聯擴展為其功能表譯碼器的功能，也可以利用其控制功能構成一個完整的數據分配器。輸出端控制端選擇端輸出端控制端選擇端輸入端1.用74LS138實現組合邏輯功能由于二進制譯碼器的每一個輸出均是輸入代碼的最小項函數，因此，配以適當的門電路，利用74LS138可以實現任意自變量數不超過三個的組合邏輯函數。如圖實驗3.1邏輯圖所示，用一個74LS138和一個四輸入與非門可以實現邏輯函數。。圖實驗3.圖實驗3.1邏輯圖圖實驗3.2數據選擇器原理示意圖數據分配器也稱多路分配器，其功能是，在數據傳輸過程中，將某一路數據分配到不同的數據通道上。數據分配器是單輸入、多輸出組合邏輯電路。帶控制輸入端的譯碼器也是一個完整的數據分配器。如附錄所示，如果把G1作為數據輸入端（同時令G2A＝G2B＝0），將C、B、A作為地址輸入端，那么從G1送來的數據只能通過由CBA所指定的一根數據線上送出去，實現數據的反碼分配輸出。3.數據選擇器數據選擇器也叫多路開關，其功能是在地址選擇信號的控制下，從多路數據中選擇一路數據作為輸出信號，其原理如圖實驗3.2所示。數據選擇器是一種多輸入、單輸出的組合邏輯多路。圖實驗3.3多通道數據傳輸系統由于多路數據選擇器與多路數據分配器的功能正好相反，它們配合使用，可以實現在一條數據傳輸線上傳送多路信號。如圖實驗3.3所示，在傳送線STL的兩端接以多路數據選擇器和多路數據分配器，在相同地址輸入的控制下即可實現多通道并行圖實驗3.3多通道數據傳輸系統AA1四、實驗儀器設備1.TPE-AD型數字電路實驗箱1臺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.雙四選一數據選擇器74LS1531塊五、實驗內容及方法1.74LS138邏輯功能測試74LS138輸入端接邏輯電平開關，輸出端接電平指示燈，用真值表記錄實驗數據，分析并確認譯碼器的邏輯功能。使能輸入輸出10101010101010100dd1000001010011100101110111dddddd01111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111101111111111111111當使能變量為1，為0時，無論輸入，，取何種組合，輸出中必然有一個且僅有一個為0，其余均為1，當使能變量為0，或為1時，禁止譯碼器的輸出。2.用74LS138和74LS20構成一位全減器設計電路并在實驗箱上實現之。全減器的輸入，被減數A、減數B、低位來的借位C，接邏輯開關；全減器的輸出，數據差D、向高位的借位C，接電平指示燈。觀察輸入與輸出的狀態變化，用真值表記錄實驗結果并分析之。輸入輸出0000010100111001011101110011110110000011和表示二進制數的第i位，表示本位最終運算結果，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實現一個數據分配器設計電路并在實驗箱上實現之。數據分配器的數據輸入可采用實驗箱1Hz信號源的輸出端；地址及其它輸入接邏輯開關；輸出接電平指示燈，觀察輸入與輸出的狀態變化，記錄結果并分析之電路的功能。ABCY1Y2Y4Y7F0001111000111011010101110111111010001111101111101101111011111101功能：在數據傳輸過程中，將某一路數據分配到不同的數據通道上。4.用74LS138和74LS153構成一個四通道數據傳輸系統設計電路并在實驗箱上實現之。輸入數據可利用實驗箱上的信號源或邏輯開關；地址及其它輸入接邏輯開關；輸出接電平指示燈，觀察輸入與輸出的狀態變化，記錄結果并分析電路的功能。選擇輸入輸出A1A0D0D1D2D3Y000XXX0001XXX101X0XX001X1XX110XX0X010XX1X111XXX0011XXX11功能：在地址選擇信號的控制下，從多路數據中選擇一路數據作為輸出信號。六、實驗報告1.畫出實驗線路圖，記錄整理實驗現象及實驗所得的有關波形，對實驗結果進行分析。利用74LS138實現數據分配器利用74LS138實現全減器功能測試74LS138邏輯功能利用74LS138實現數據分配器利用74LS138實現全減器功能測試74LS138邏輯功能利用74LS138實現數據選擇器利用74LS138實現數據選擇器根據74LS138的真值表對實驗結果進行測試，且全部符合實驗數據，證明邏輯功能的測試正確