4.2.3 数据选择器 功能:在输入的地址代码指定下从输入的一组数据中选出一个送到输出端。 它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关,又称“多路开关” 。 数据选择的功能:在通道选择信号的作用下,将多个通道的数据分时传送到公共的数据通道上去。 若地址输入端为n,则可选输入通道数为2n。
双4选1数据选择器74HC153: 地址输入端 选通控制端 数据输入端 输出端
A1 A0 TG1 TG2 TG3 TG4 TG5 TG6 Y1 通 断 D10 1 D11 D12 D13
功能表: A1 A0 Y1 1 X D10 D11 D12 D13 mi:表示地址码的最小项。
利用选通控制端进行扩展 例:试用74HC153中的两个“四选一”数据选择器组成“八选一”数据选择器。 “四选一”只有2位地址输入,从四个输入中选中一个; “八选一”的八个数据需要3位地址代码指定其中任何一个。
用数据选择器实现逻辑函数 具有n位地址码的数据选择器,可以实现不多于n+1个变量的任意逻辑函数。 L D3 D2 D1 D0 A S Y A 例1: 用四选一数据选择器产生三变量的 逻辑函数 L=ABC+ABC+AB B 1 C 解:四选一数据选择器的输出表达式为: Y=A1A0D0 +A1A0D1 +A1A0D2 +A1A0D3 根据替代关系连接线路 将 L 式写成与 Y 式完全对应的形式: L = AB C + AB •1 对照 L 式与 Y 式知,只要令: A1=A, A0=B, D0=0, D1=C, D2=C, D3=1 则Y= L 具有n位地址码的数据选择器,可以实现不多于n+1个变量的任意逻辑函数。
例2: 试用8选1数据选择器74HC151实现逻辑函数 L 1 D7 E 74HC151 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 S2 S1 S0 Y A B C 解: 对比Y与L,当 D3=D5=D6=D7= 1 、 D0=D1=D2=D4=0时, Y=L
例3:已知真值表如下,用数据选择器实现其功能。 解:用4选1数据选择器实现 令A1=A、A0=B,则 D0=0 D1=C D3=1 画逻辑图(略) A B C Y 1 D2=C
解:Z = M’N’P’+M’NP+MN’P+MNP’ 课堂练习: 题4.11: 解:Z = M’N’P’+M’NP+MN’P+MNP’ 题4.19: Z=AB’D’+AB’D+A’B’C 解: Z=AB’D’+AB’D+A’B’C=AB’+A’B’C 选用4选1数据选择器;令A1=A、A0=B,则 D0=C、D1=0、D2=1、D3=0。
4.2.4 加法器 加法器的功能是完成两数之间的二进制数值相加运算。 1. 一位加法器 半加器:不考虑来自低位进位的加法运算。 全加器的真值表: 输 入 输 出 CI A B S CO 1 半加器:不考虑来自低位进位的加法运算。 全加器:考虑来自低位进位的加法运算。 CI:进位输入端 CO:进位输出端
双全加器74LS183
2. 多位加法器 (1) 串行进位加法器 把低位的进位输出接到高位的进位输入,最低位的进位输入端接地。 优点:简单 缺点:速度慢
(2) 超前进位加法器 基本原理:加到第i位的进位输入信号是两个加数第i位以前 各位(0 ~ i-1)的函数,可在相加前由A,B两数确定。 优点:快,每1位的和及最后的进位基本同时产生。 缺点:电路复杂。
超前进位加法器74LS283(4位)的应用 在片内是超前进位,而片与片之间是串行进位。
思考:用74LS283构成将余3码转换为8421BCD码的码制转换电路 。 8421码 余3码 8421码输入 1 1 0000 +0011 0011 0001 +0011 0100 CO 0010 +0011 0101 余3码输出 思考:用74LS283构成将余3码转换为8421BCD码的码制转换电路 。
课堂练习: 试用4位并行加法器74LS283设计一个加/减运算电路。当控制信号M=0时它将两个输入的4位二进制数相加,而M=1时它将两个输入的4位二进制数相减。允许附加必要的门电路。
4.2.5 数值比较器 数值比较器的功能是比较两个数的数值大小,给出“大于”、“小于”或者“相等”的输出信号。 1. 1位数值比较器(设计) 4.2.5 数值比较器 数值比较器的功能是比较两个数的数值大小,给出“大于”、“小于”或者“相等”的输出信号。 1. 1位数值比较器(设计) 输入:两个一位二进制数 A、B。 输出: Y B A > =1,表示A大于B Y B A < =1,表示A小于B Y B A = =1,表示A等于B
1位数值比较器 一位数值比较器真值表 AB’ = Y > A’B = Y Y = = A’B’+AB 1 YA=B YA<B YA=B YA<B YA>B B A 输 出 输 入 AB’ = Y B A > A’B = Y B A < Y B A = = A’B’+AB
2. 多位数值比较器 原理:从高位比起,只有高位相等,才比较低一位。 集成数值比较器74LS85是四位数值比较器 74LS85的示意框图 扩展输入端 74LS85的示意框图 74LS85的引脚图
4位数值比较器74LS85的功能表 L H A0 = B0 A1 = B1 A2 = B2 A3 = B3 × A0 < B0 只有当两数相等时,才考虑扩展输入端。 L H A0 = B0 A1 = B1 A2 = B2 A3 = B3 × A0 < B0 A0 > B0 A1 < B1 A1 > B1 A2 < B2 A2 > B2 A3 < B3 A3 > B3 FA=B FA<B FA>B IA=B IA<B IA>B A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 输 出 输 入
输入: A=A7 A6A5A4A3 A2A1A0 B=B7B6B5B4B3 B2B1B0 例:用两片74LS85组成8位数值比较器 (串联扩展方式) 输入: A=A7 A6A5A4A3 A2A1A0 B=B7B6B5B4B3 B2B1B0 输出: F B A > < = 高位片 输出 低位片 B3A3~B0A0 B7A7~B4A4 思考:能否用74LS85接成5位的二进制数值比较器?如果可以,电路应如何连接?
小 结 掌握数据选择器、数值比较器、加法器的工作原理及其应用。 作 业 作业: P134 4.9、4.21