2009-7-27 1
3.4.3 应用举例
3.4.1 数据选择器的工作原理
3.4.2 八选一数据选择器 74LS151
3.4 数据选择器 结束放映
3.5 加法器
3.5.1 全加器
3.5.2 多位加法器
3.6 数值比较器
2009-7-27 2
复习
LED数码管有哪两种形式？
高电平有效的七段显示译码器应驱动哪种
LED数码管？
2009-7-27 3
在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路挑选出来的电路，叫做数据选择器，也称为多路选择器,其作用相当于多路开关。
常见的数据选择器有四选一、八选一、
十六选一电路。
3.4 数据选择器
2009-7-27 4
以四选一数据选择器为例。
(1) 四选一数据选择器的逻辑电路图图 3-18 四选一数据选择器电路
3.4.1 数据选择器的工作原理地址输入端控制输入端数据输入端输出端
)(),( 3322110001 DmDmDmDmSAAY
2009-7-27 5
(2)四选一数据选择器的功能表表 3-9 四选一数据选择器的功能表输 入 输 出
S A1 A0 Y
0 × × 0
1 0 0 D0
1 0 1 D1
1 1 0 D2
1 1 1 D3
3
0
01 ),(
i
ii DmSAAY
)(),( 3322110001 DmDmDmDmSAAY
2009-7-27 6
3.4.2 八选一数据选择器 74LS151
三个地址输入端 A2,A1,A0，
八个数据输入端 D0~D7，
两个互补输出的数据输出端 Y和 Y，
一个控制输入端 S。
图 3-19 74LS151的逻辑符号
2009-7-27 7
表 3-10 74LS151的功能表禁止状态工作状态
2009-7-27 8
3.4.3 应用举例
1,功能扩展用两片八选一数据选择器 74LS151，可以构成十六选一数据选择器。
试回忆用两片 3－ 8线译码器 74LS138实现 4－
16线译码器的方法。
利用使能端（控制端） 。
2009-7-27 9
图 3-20 用 74LS151构成十六选一数据选择器扩展位接控制端 A3 =1时，片 Ⅰ 禁止，片 Ⅱ 工作
A3 =0时，片 Ⅰ 工作，片 Ⅱ 禁止输出需适当处理（该例接或门）
仿真
2009-7-27 10
)7~0(),,( imCBAF i
2,实现组合逻辑函数比较可知，表达式中都有最小项 mi,利用数据选择器可以实现各种组合逻辑函数。
3
0
01 ),(
i
ii DmAAY
7
0
012 ),,(
i
ii DmAAAY
组合逻辑函数
8选 1
4选 1
2009-7-27 11
例 3-5 试用八选一电路实现解,将 A,B,C分别从 A2,A1,A0输入，作为输入变量，把 Y端作为输出 F。因为逻辑表达式中的各乘积项均为最小项，所以可以改写为
A B CCBABCACBAF
7530),,( mmmmCBAF
根据八选一数据选择器的功能，令
2009-7-27 12
具体电路见图 3-21：
图 3-21 例 3-5电路图
D0 = D3 =D5 =D7 =1
D1 = D2 =D4 =D6 =0
S＝ 0
仿真
2009-7-27 13
A B C F
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
真值表对照法注意变量高低位顺序！
2009-7-27 14
例 3-6 试用八选一电路实现三变量多数表决电路。
表 3-11 例 3-6的真值表
A B C F
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
解：假设三变量为 A,B,C，表决结果为 F，则真值表如表 3-11所示。
2009-7-27 15
在八选一电路中，将 A,B,C从 A2,A1,A0
输入，令
7653),,( mmmmCBAF
D3 = D5 =D6 =D7 =1
D0 = D1 =D2 =D4 =0
S＝ 0
F＝ Y
则可实现三变量多数表决电路，具体电路图请读者自行画出。
则
2009-7-27 16
思考,
若用 8选 1实现 4变量的函数，
或者用 4选 1实现 3变量的函数，
即地址输入端的个数比变量个数小 1，
如何实现？如：
A B C F
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
输 入 输 出
S A1 A0 Y
0 × × 0
1 0 0 D0
1 0 1 D1
1 1 0 D2
1 1 1 D3
2009-7-27 17
3.5 加法器算术运算 是数字系统的基本功能，更是计算机中不可缺少的组成单元。本节介绍实现 加法运算 的逻辑电路。
3.5.1 全加器本章的 3.1节讨论过 半加器 电路，它是不考虑低位进位的加法器。
全加器 能把本位两个加数 An,Bn 和来自低位的进位 Cn-1三者相加，得到求和结果 Sn 和该位的进位信号 Cn 。
2009-7-27 18
表 3-12 全加器 的真值表
Sn Cn
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
An Bn Cn-1
由真值表写最小项之和式，再稍加变换得：
1
11
1111
)()(
nnn
nnnnnn
nnnnnnnnnnnnn
CBA
CBACBA
CBACBACBACBAS
2009-7-27 19 nnnnn
nnnnnnnnn
BACBA
BACBACBAC
1
11
)(
Sn Cn
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
An Bn Cn-1
由真值表写最小项之和式，再稍加变换得：
2009-7-27 20
图 3-22 全加器
（ a）电路图 （ b）逻辑符号
1 nnnn CBAS
nnnnnn BACBAC 1)(
由表达式得逻辑图：
仿真
2009-7-27 21
3.5.2 多位加法器
74LS283电路是一个四位加法器电路，可实现 两个四位二进制数 的相加，其逻辑符号如图 3-
23所示。
全加器可以实现两个一位二进制数的相加,
要实现多位二进制数的相加,可选用多位加法器电路 。
2009-7-27 22
图 3-23 74LS283电路的逻辑符号
CI是低位的进位，
CO是向高位的进位，
A3A2A1A0和 B3B2B1B0是两个二进制待加数，
S3,S2,S1,S0是对应各位的和。
2009-7-27 23
多位加法器除了可以实现加法运算功能之外，
还可以实现组合逻辑电路。
图 3-24 由 74LS283构成的代码转换电路
8421BCD码 0011
余 3码例：将 8421BCD码转换成余 3码。
余 3码＝ 8421BCD码＋ 3(即 0011)
仿真
2009-7-27 24
3.6 数值比较器数值比较器：能够比较数字大小的电路。
1.两个一位数 A和 B相比较的情况：
(1)A＞ B：只有当 A=1,B=0时,A＞ B才为真；
(2)A＜ B：只有当 A=0,B=1时,A＜ B才为真；
(3)A = B：只有当 A=B=0或 A=B=1时,A = B才为真。
A B YA>B YA<B YA=B
0 0 0 0 1
0 1 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 1
2009-7-27 25
图 3-25 74LS85的逻辑符号如果要比较两个多位二进制数 A和 B的大小？
必须从高向低逐位进行比较。
2,四位数值比较器 74LS85
级联输入便于功能扩展
2009-7-27 26
表 3-13 74LS85的功能表输 入 级 联 输 入 输 出
A3,B3 A2,B2 A1,B1 A0,B0 IA＞ BIA＜ B IA =
B
FA＞ BFA＜ BFA= B
1 0 × × × × × × 1 0 0
0 1 × × × × × × 0 1 0
A3 = B3 1 0 × × × × × 1 0 0
A3 = B3 0 1 × × × × × 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 1 0 × × × × 1 0 0
A3 = B3 A2 = B2 0 1 × × × × 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 1 0 × × × 1 0 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 0 1 × × × 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 1 0 0 1 0 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 0 1 0 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 0 0 1 0 0 1
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 × × 1 0 0 1
2009-7-27 27
3,部分常用的 MSI组合逻辑电路的型号、名称和主要功能表表 2-14
2009-7-27 28
型 号 名 称 主 要 功 能
74LS147 10线 -4线优先编码器
74LS148 8线 -3线优先编码器
74LS149 8线 -8线优先编码器
74LS42 4线 -10线译码器 BCD输入
74LS154 4线 -16线译码器
74LS46 七段显示译码器 BCD输入,开路输出
74LS47 七段显示译码器 BCD输入,开路输出
74LS48 七段显示译码器 BCD输入,带上拉电阻
74LS49 七段显示译码器 BCD输入,OC输出
74LS150 16选 1数据选择器 反码输出
74LS151 8选 1数据选择器 原,反码输出
74LS153 双 4选 1数据选择器
74LS251 8选 1数据选择器 原,反码输出,三态
74LS85 4位数值比较器
74LS866 8位数值比较器
2009-7-27 29
型 号 名 称 主 要 功 能
CC40147 10线 -4线优先编码器 BCD输出
CC4532 8线 -3线优先编码器
CC4555 双 2线 -4线译码器
CC4514 4线 -16线译码器 有地址锁存
CC4511 七段显示译码器 锁存输出,BCD输入
CC4055 七段显示译码器 BCD输入,驱动液晶显示器CC4056 七段显示译码器 BCD输入,有选通,锁存
CC4519 四 2选 1数据选择器
CC4512 8路数据选择器
CC4063 4位数值比较器
CC40147 10线 -4线优先编码器 BCD输出
2009-7-27 30
作业题
3-6
3.4.3 应用举例
3.4.1 数据选择器的工作原理
3.4.2 八选一数据选择器 74LS151
3.4 数据选择器 结束放映
3.5 加法器
3.5.1 全加器
3.5.2 多位加法器
3.6 数值比较器
2009-7-27 2
复习
LED数码管有哪两种形式？
高电平有效的七段显示译码器应驱动哪种
LED数码管？
2009-7-27 3
在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路挑选出来的电路，叫做数据选择器，也称为多路选择器,其作用相当于多路开关。
常见的数据选择器有四选一、八选一、
十六选一电路。
3.4 数据选择器
2009-7-27 4
以四选一数据选择器为例。
(1) 四选一数据选择器的逻辑电路图图 3-18 四选一数据选择器电路
3.4.1 数据选择器的工作原理地址输入端控制输入端数据输入端输出端
)(),( 3322110001 DmDmDmDmSAAY
2009-7-27 5
(2)四选一数据选择器的功能表表 3-9 四选一数据选择器的功能表输 入 输 出
S A1 A0 Y
0 × × 0
1 0 0 D0
1 0 1 D1
1 1 0 D2
1 1 1 D3
3
0
01 ),(
i
ii DmSAAY
)(),( 3322110001 DmDmDmDmSAAY
2009-7-27 6
3.4.2 八选一数据选择器 74LS151
三个地址输入端 A2,A1,A0，
八个数据输入端 D0~D7，
两个互补输出的数据输出端 Y和 Y，
一个控制输入端 S。
图 3-19 74LS151的逻辑符号
2009-7-27 7
表 3-10 74LS151的功能表禁止状态工作状态
2009-7-27 8
3.4.3 应用举例
1,功能扩展用两片八选一数据选择器 74LS151，可以构成十六选一数据选择器。
试回忆用两片 3－ 8线译码器 74LS138实现 4－
16线译码器的方法。
利用使能端（控制端） 。
2009-7-27 9
图 3-20 用 74LS151构成十六选一数据选择器扩展位接控制端 A3 =1时，片 Ⅰ 禁止，片 Ⅱ 工作
A3 =0时，片 Ⅰ 工作，片 Ⅱ 禁止输出需适当处理（该例接或门）
仿真
2009-7-27 10
)7~0(),,( imCBAF i
2,实现组合逻辑函数比较可知，表达式中都有最小项 mi,利用数据选择器可以实现各种组合逻辑函数。
3
0
01 ),(
i
ii DmAAY
7
0
012 ),,(
i
ii DmAAAY
组合逻辑函数
8选 1
4选 1
2009-7-27 11
例 3-5 试用八选一电路实现解,将 A,B,C分别从 A2,A1,A0输入，作为输入变量，把 Y端作为输出 F。因为逻辑表达式中的各乘积项均为最小项，所以可以改写为
A B CCBABCACBAF
7530),,( mmmmCBAF
根据八选一数据选择器的功能，令
2009-7-27 12
具体电路见图 3-21：
图 3-21 例 3-5电路图
D0 = D3 =D5 =D7 =1
D1 = D2 =D4 =D6 =0
S＝ 0
仿真
2009-7-27 13
A B C F
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
真值表对照法注意变量高低位顺序！
2009-7-27 14
例 3-6 试用八选一电路实现三变量多数表决电路。
表 3-11 例 3-6的真值表
A B C F
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
解：假设三变量为 A,B,C，表决结果为 F，则真值表如表 3-11所示。
2009-7-27 15
在八选一电路中，将 A,B,C从 A2,A1,A0
输入，令
7653),,( mmmmCBAF
D3 = D5 =D6 =D7 =1
D0 = D1 =D2 =D4 =0
S＝ 0
F＝ Y
则可实现三变量多数表决电路，具体电路图请读者自行画出。
则
2009-7-27 16
思考,
若用 8选 1实现 4变量的函数，
或者用 4选 1实现 3变量的函数，
即地址输入端的个数比变量个数小 1，
如何实现？如：
A B C F
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
输 入 输 出
S A1 A0 Y
0 × × 0
1 0 0 D0
1 0 1 D1
1 1 0 D2
1 1 1 D3
2009-7-27 17
3.5 加法器算术运算 是数字系统的基本功能，更是计算机中不可缺少的组成单元。本节介绍实现 加法运算 的逻辑电路。
3.5.1 全加器本章的 3.1节讨论过 半加器 电路，它是不考虑低位进位的加法器。
全加器 能把本位两个加数 An,Bn 和来自低位的进位 Cn-1三者相加，得到求和结果 Sn 和该位的进位信号 Cn 。
2009-7-27 18
表 3-12 全加器 的真值表
Sn Cn
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
An Bn Cn-1
由真值表写最小项之和式，再稍加变换得：
1
11
1111
)()(
nnn
nnnnnn
nnnnnnnnnnnnn
CBA
CBACBA
CBACBACBACBAS
2009-7-27 19 nnnnn
nnnnnnnnn
BACBA
BACBACBAC
1
11
)(
Sn Cn
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
An Bn Cn-1
由真值表写最小项之和式，再稍加变换得：
2009-7-27 20
图 3-22 全加器
（ a）电路图 （ b）逻辑符号
1 nnnn CBAS
nnnnnn BACBAC 1)(
由表达式得逻辑图：
仿真
2009-7-27 21
3.5.2 多位加法器
74LS283电路是一个四位加法器电路，可实现 两个四位二进制数 的相加，其逻辑符号如图 3-
23所示。
全加器可以实现两个一位二进制数的相加,
要实现多位二进制数的相加,可选用多位加法器电路 。
2009-7-27 22
图 3-23 74LS283电路的逻辑符号
CI是低位的进位，
CO是向高位的进位，
A3A2A1A0和 B3B2B1B0是两个二进制待加数，
S3,S2,S1,S0是对应各位的和。
2009-7-27 23
多位加法器除了可以实现加法运算功能之外，
还可以实现组合逻辑电路。
图 3-24 由 74LS283构成的代码转换电路
8421BCD码 0011
余 3码例：将 8421BCD码转换成余 3码。
余 3码＝ 8421BCD码＋ 3(即 0011)
仿真
2009-7-27 24
3.6 数值比较器数值比较器：能够比较数字大小的电路。
1.两个一位数 A和 B相比较的情况：
(1)A＞ B：只有当 A=1,B=0时,A＞ B才为真；
(2)A＜ B：只有当 A=0,B=1时,A＜ B才为真；
(3)A = B：只有当 A=B=0或 A=B=1时,A = B才为真。
A B YA>B YA<B YA=B
0 0 0 0 1
0 1 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 1
2009-7-27 25
图 3-25 74LS85的逻辑符号如果要比较两个多位二进制数 A和 B的大小？
必须从高向低逐位进行比较。
2,四位数值比较器 74LS85
级联输入便于功能扩展
2009-7-27 26
表 3-13 74LS85的功能表输 入 级 联 输 入 输 出
A3,B3 A2,B2 A1,B1 A0,B0 IA＞ BIA＜ B IA =
B
FA＞ BFA＜ BFA= B
1 0 × × × × × × 1 0 0
0 1 × × × × × × 0 1 0
A3 = B3 1 0 × × × × × 1 0 0
A3 = B3 0 1 × × × × × 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 1 0 × × × × 1 0 0
A3 = B3 A2 = B2 0 1 × × × × 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 1 0 × × × 1 0 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 0 1 × × × 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 1 0 0 1 0 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 0 1 0 0 1 0
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 0 0 1 0 0 1
A3 = B3 A2 = B2 A1 = B1 A0 = B0 × × 1 0 0 1
2009-7-27 27
3,部分常用的 MSI组合逻辑电路的型号、名称和主要功能表表 2-14
2009-7-27 28
型 号 名 称 主 要 功 能
74LS147 10线 -4线优先编码器
74LS148 8线 -3线优先编码器
74LS149 8线 -8线优先编码器
74LS42 4线 -10线译码器 BCD输入
74LS154 4线 -16线译码器
74LS46 七段显示译码器 BCD输入,开路输出
74LS47 七段显示译码器 BCD输入,开路输出
74LS48 七段显示译码器 BCD输入,带上拉电阻
74LS49 七段显示译码器 BCD输入,OC输出
74LS150 16选 1数据选择器 反码输出
74LS151 8选 1数据选择器 原,反码输出
74LS153 双 4选 1数据选择器
74LS251 8选 1数据选择器 原,反码输出,三态
74LS85 4位数值比较器
74LS866 8位数值比较器
2009-7-27 29
型 号 名 称 主 要 功 能
CC40147 10线 -4线优先编码器 BCD输出
CC4532 8线 -3线优先编码器
CC4555 双 2线 -4线译码器
CC4514 4线 -16线译码器 有地址锁存
CC4511 七段显示译码器 锁存输出,BCD输入
CC4055 七段显示译码器 BCD输入,驱动液晶显示器CC4056 七段显示译码器 BCD输入,有选通,锁存
CC4519 四 2选 1数据选择器
CC4512 8路数据选择器
CC4063 4位数值比较器
CC40147 10线 -4线优先编码器 BCD输出
2009-7-27 30
作业题
3-6
