数字电路实验(03)中规模组合逻辑电路实验1：选择器及其应用

一.实验要求

1.1.实验目的

1.认识数据选择器的意义和应用；
2.熟悉8选1数据选择器的功能及使用；
3.掌握基于数据选择器解决组合逻辑问题的方法和过程。

1.2.实验器材

1.74LS151
2.直流电压源
3.指示灯
4.VCC
5.Ground

1.3.实验原理

数据选择器是组合逻辑电路一种形式，它根据地址码要求，从多路输入信号中选择其中一路作为输出电路，其结构图如图1所示。

D0_{Dm-1为m个数据源，A0}An-1为n位地址码，数据输出由地址码控制，在结构上类似于一个多掷开关，等效图如图2所示。

n与m之间关系为m=2n。其输出端表达式为：

由上式可知其特点：式中包含地址变量的全部最小项是与或形式。而任何逻辑函数都由其最小项与或形式组成，因此用数据选择器可实现任何组合逻辑函数，若函数的变量为k，则相应的地址变量n与k的关系是n=k-1。

1.4.设计要求

基于8选1数据选择器74LS151设计实现函数F=A'B'C'+AC+A'BC。要求A连接A2，B连接A1，C连接A0 ，如图3所示。完成图3电路中的未完成的部分，并验证对函数F的实现的正确性。

二.实验图

三.实验报告

3.1.设计流程

1.公式变换

按照要求将函数进行变换：
$$F=A'B'C'+AC+A'BC=(A2'A1'A0')D0+(A2A1'A0)D5+(A2A1A0)D7+(A2'A1A0)D3$$

2.电路设计

将函数F前后对照可知，只要令数据选择器的输入满足：
$$D0=D3=D5=D7=“1”，D1=D2=D4=D6=“0”$$

补充完整电路如图4所示。

3. 实验验证

将输出端连接指示灯；数据选择端A、B、C分别接入直流电压源；数据输入端逻辑“1”连接VCC，逻辑“0”接地。规定逻辑“1”电压值为“5V”，逻辑“0”电压值为“0V”。
根据表1改变A、B、C的输入状态，运行实验，观察输入与输出之间的状态关系（规定指示灯“亮”为逻辑“1”，否则为逻辑“0”），记录相应的输出于表1中。

输入 输出
A B C 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

3.2.实验报告

1.根据要求设计完整的实验电路并验证，补充完整表1；

2.阐述由选择器实现组合逻辑函数的依据及一般过程。

1.将组合逻辑函数按照数据选择器的输出格式进行变换，2.进行对照，确定各数据选择端、选通端及控制端的输入，3.根据要求搭建电路进行验证。