用中規(guī)模集成電路(MSI)設(shè)計邏輯電路

一、?實訓(xùn)目的
1．掌握中規(guī)模集成電路數(shù)據(jù)選通器74LS151的性能及使用方法；
2．用數(shù)據(jù)選通器實現(xiàn)簡單的組合邏輯函數(shù)，完成電路設(shè)計。
二、實訓(xùn)內(nèi)容
1．測試數(shù)據(jù)選通器74LS151（8選1）的邏輯功能；
2．用數(shù)據(jù)選通器74LS151（8選1）實現(xiàn)一個四開關(guān)任意控制同一燈的控制電路。
三、實訓(xùn)主要元件
74LS151（8選1數(shù)據(jù)選通器）?
外引線排列圖：
?
（詳細(xì)資料請查后附表）
四、實訓(xùn)原理、步驟及要求
（一）原理：
74LS151為多選一數(shù)據(jù)選擇器。如功能表所示，有八個數(shù)據(jù)輸入端（D0~D7），三個地址輸入端（A0~A2），一個選通輸入端（ ）和兩個互補(bǔ)輸出端（Y、 ）。A0~A2的狀態(tài)可以確定D0~D7其中的一個數(shù)據(jù)被選中，且在 =0時，在Y、 輸出被選數(shù)據(jù)。
1．多通道數(shù)據(jù)傳送
數(shù)據(jù)選擇器的一個主要用途是實現(xiàn)多路信號共用一個通道傳輸，特別是在時分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)字邏輯系統(tǒng)中的總線傳輸以及并串變換等方面應(yīng)用十分廣泛。圖5.1可以實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)并行輸入至串行輸出的轉(zhuǎn)換。　　　
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　圖5.1?? 8位并行輸入轉(zhuǎn)換為串行輸出
2．用74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù)功能
由于數(shù)據(jù)選擇器是組合邏輯電路，用它來實現(xiàn)函數(shù)比用TTL小規(guī)模門電路要簡便得多。設(shè)計方法有兩種：
①?當(dāng)輸入變量個數(shù)與數(shù)據(jù)選擇器的地址端個數(shù)相同時，通常采用真值表方法。即先將所要求的函數(shù)關(guān)系Y的真值表列出，如表1所示。表中的輸入變量對應(yīng)數(shù)據(jù)選擇器的地址輸入端（A0~A2），輸出函數(shù)Y的取值對應(yīng)于數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端（D0~D7）要接的電平值。用74LS151實現(xiàn)真值表所代表的邏輯函數(shù)功能方法1的原理圖如圖5.2所示。
?? 圖5.2? 74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù)方法1原理圖?????????? 圖5.3? 74LS151實現(xiàn)邏輯函數(shù)方法2原理圖
② 當(dāng)輸入變量個數(shù)比數(shù)據(jù)選擇器的地址個數(shù)多時，多余的一個變量從數(shù)據(jù)的地址端輸入。
如表1所示邏輯函數(shù)真值表，由表寫出邏輯表達(dá)：
???????????????????
可將表達(dá)式改寫為：

表1????????????????????
A?B?C?Y
0?0?0?0
0?0?1?1
0?1?0?1
0?1?1?0
1?0?0?0
1?0?1?1
1?1?1?1
若將C、B接入選擇器的地址輸入端（A2=C、A1=B），而將A按邏輯函數(shù)要求加到選擇器的各數(shù)據(jù)輸入端（D0=A， ，D2=0，D3=1），則用一片四選一的數(shù)據(jù)選擇器就可以實現(xiàn)邏輯功能。用74LS151實現(xiàn)真值表所代表的邏輯函數(shù)功能邏輯方法2原理圖如圖5.3所示。