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1、信息工程学院数字逻辑与数字系统实验/实习报告学院:信息工程学院 班级:信息111姓名:朱伟定学号:2011013259 成绩:A实验三译码器和数据选择器一、实验目的1 .熟悉中规模集成译码器电路的原理及功能；2 .掌握中规模集成译码器的使用方法及功能测试方法；3 . 了解集成译码器的应用。二、实验预习要求1 .复习译码器电路工作原理；2 .预习中规模集成电路译码器74LS138的逻辑功能及使用方法；3 .仔细阅读实验原理与实验内容，设计相应的电路和数据表格。三 实验原理译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路，其功能是将每个输入的二进制代码 译成对应的输出高、低电平的信号，它是编码的反操作。译
2、码器在数字系统中的用途比 较广泛，它不仅常用于代码的转换，终端的数字显示，还用于数据分配、脉冲分配、存 储器寻址和组合逻辑信号的产生等场合。常用的译码器电路有二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器等种类，不同 的功能需求可选用不同种类的译码器来实现。本实验采用TTL中规模集成译码电路 74LS138译码器，它是一个3线一8线的二进制译码器。74LS138管脚分布图见附录，表 实验3.1。因为74LS138有三个附加的控制端Gl、G2A、G2B,利用其片选的作用可以级 联扩展为其功能表译码器的功能，也可以利用其控制功能构成一个完整的数据分配器。1 .用74LS138实现组合逻辑功能由于二进制
3、译码器的每一个输出均是输入代码的最小项函数，因此，配以适当的门 电路，利用74LS138可以实现任意自变量数不超过三个的组合逻辑函数。如图实验3.1 逻辑图所示用一个74LS138和一个四输入与非门可以实现逻辑函数F= (1,2,4,7)。2 .用74LS138实现一个数据分配器囱升必 2 1冽方吕闵Al A0数据分配器也称多路分配器，其功能是，在数据传输过程中，将某一路数据分配到 不同的数据通道上。数据分配器是单输入、多输出组合逻辑电路。带控制输入端的译码器也是一个完整的数据分配器。如附录所示，如果把G1作为数 据输入端(同时令G2A=G2B=0),将C、B、A作为地址输入端，那么从G1送来
4、的数据 只能通过由CBA所指定的一根数据线上送出去，实现数据的反码分配输出。3 .数据选择器数据选择器也叫多路开关，其功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择 一路数据作为输出信号，其原理如图实验3. 2所示。数据选择器是一种多输入、单输出 的组合逻辑多路。由于多路数据选择器与多路数据分配器的功能正好相反，它们配合使用，可以实现 在一条数据传输线上传送多路信号。如图实验3. 3所示，在传送线STL的两端接以多路 数据选择器和多路数据分配器，在相同地址输入的控制下即可实现多通道并行一串行一 并行数据传输系统。四、实验仪器设备1 .TPE-AD型数字电路实验箱1台2 .3线-8线译码器74L
5、S1381块3 .双四输入与非门74LS201块4 .四两输入与非门74LS001块5 .双四选一数据选择器74LS1531块五、实验内容及方法74LS138输入端接逻辑电平开关，输出端接电平指示灯，用真值表记录实验数据,分析并确认译码器的逻辑功能。74LS138的真值表使能输4入%KSS? + 3AA)100000110001101001011100111110100111010111101101110111110(p9(p(p11(p1p(p(p11丫2八匕 痣1111111101111011110111101111111111111111乂 y71111111111011111011由上
6、表可知，当使能变量为1,S2+S3为0时，无论输入A2, A，&取何种组 合，输出工、石片 豆 豆 K石中必然有一个且仅有一个为。, 其余均为1,当使能变量S1为0,或可+可为1时，禁止译码器的输出。设计电路并在实验箱上实现之。全减器的输入，被减数A、减数B、低位来的借位C, 接逻辑开关；全减器的输出，数据差D、向高位的借位C,接电平指示灯。观察输入与 输出的状态变化，用真值表记录实验结果并分析之。全减器的真值表输入输出4G-G,00000001110101101101100101010011000111114和田表示二进制数的第i位，B表示本位最终运算结果，即就是低位向本位借 位或本位向高位
7、借位之后的最终结果，Gj表示低位是否向本位借位，Gj表示本位是否 向高位借位。由上表可得差数R和借位G,的逻辑函数表达式：Dj(4 , Gt_x) =ml+m2+m4+m7, Bit G1)= ml+m2+m3+m7变形可得：Di (A, ,Gj_1) = Sr_&2_ihT_in7Gi (4 , Bi, G1)3 .用74LS138实现一个数据分配器设计电路并在实验箱上实现之。数据分配器的数据输入可采用实验箱1Hz信号源的 输出端；地址及其它输入接逻辑开关 输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化， 记录结果并分析之电路的功能。数据分配器真值表ABCYi丫2丫4丫7F00011110001
8、11011010101110111111010001111101111101101111011111101功能分析：在数据传输过程中，将某一路数据分配到不同的数据通道上。4 .用74LS138和74LS153构成一个四通道数据传输系统设计电路并在实验箱上实现之。输入数据可利用实验箱上的信号源或逻辑开关；地 址及其它输入接逻辑开关；输出接电平指示灯，观察输入与输出的状态变化，记录结果 并分析电路的功能。选择DO输入D3输出YA1A0D1D2000XXX0001XXX101X0XX001X1XX110XX0X010XX1X111XXX0011XXX11功能分析：在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号。六、实验报告1.画出实验线路图，记录整理实验现象及实验所得的有关波形，对实验结果进行分析。根据74LS138的真值表对实验结果进行测试，且全部符合实验数据，证明逻辑功能 的测试正确，全减器，分配器连接正确。2.总结使用集成译码器和数据选择器的体会。根据74LS138的真值表做译码器，必须了解74LS138的逻辑功能以及各引脚的作 用，方便以后连接全减器、数据传输系统，并且以真值表为依据，对各个实验结果进行 分析，验证理论值与所得值是否相同。用74LS153和74LS138构成一个四通道的数据传输系统线路比较繁琐，容易接乱 线路。