数据选择器和数据分配器知识链接优化

1.数据选择器

(1)数据选择器的基本功能

数字电路中经常需要在多路数据中选择其中一路信号进行传输或处理，这种从多路数据中选择其中一路送到输出总路线上的组合逻辑电路称为数据选择器。数据选择器通常又称为多路开关MUX，它有多个信号输入端(2n)，若干个(n)控制输入端(也称为地址输入端)和一个输出端，其逻辑功能类似于一个单刀多掷开关，在控制输入端的作用下，从多个输入信号(输入的数据)中选择其中一个输入信号到输出端，如一个4选1的数据选择器，应有两个地址输入端，它共有22=4种不同的组合，每一种组合可选择对应的一路输入数据到输出端。同理，对一个8选1的数据选择器，应有3个地址输入端。其余类推。图3-1所示为4选1数据选择器的工作原理示意图。在控制输入端A1A0的作用下，将输入数据D0、D1、D2、D3中的一个输送到输出端Y，其逻辑函数表达式为

图3-1 4选1数据选择器工作原理示意图

集成数据选择器有许多种，图3-2(a)所示为8选1数据选择器74LS151的引脚排列图，图3-2(b)所示为其逻辑符号，表3-1所示为其真值表。

图3-2 8选1数据选择器74LS151引脚排列图和逻辑符号

表3-1 8选1数据选择器74LS151真值表

图3-2中，为芯片选通输入端，低电平有效;8选1数据选择器的控制输入端共有3位A2A1A0，A2为最高位，A0为最低位;共有8路数据输入，分别是D0～D7;当地址输入端A2A1A0为000时，Y端输出数据D0;当A2A1A0为001时，Y端输出数据D1，以此类推，当地址输入端A2A1A0为111时，Y端输出数据D7，其逻辑函数表达式为

除了上述介绍的8选1数据选择器74LS151外，还有内部含有两个数据选择器的双4选1数据选择器74LS153，CMOS系列的8选1数据选择器CC4512等。数据选择器的逻辑函数输出通式为

(2)数据选择器的扩展(www.xing528.com)

当要求数据选择器有更多的数据通道时，可利用多个数据选择器进行扩展来获得。下面以双4选1数据选择器扩展为8选1数据选择器为例说明扩展方法。

【例3-1】试用双4选1数据选择器74HC153构成8选1数据选择器。

解：8选1数据选择器有8个数据输入端，设D0=1D0，…，D3=1D3，D4=2D0，…，D7 =2D3。使能端作为高位地址信号输入端A2，用以控制两个数据选择器的交替工作。为此，取1Y和2Y通过或门输出。电路如图3-3所示。

图3-3 74HC153扩展为8选1数据选择器

2.数据分配器

数据分配器是数据选择器的逆过程，它是根据输入地址信号的要求将一路输入数据分配到指定输出通道上的电路。其原理示意图如图3-4所示。

图3-4 数据分配器原理示意图

从图3-4中可以看出，它有一个数据输入端D，n个地址输入端An-1～A0，N个数据输出端Y0～YN-1。某一时刻，输入的数据信号D，在数据选择端(地址端)的二进制代码的控制下，被分配到指定输出通道上，作为输出信号。显然，输出端的端子数N与数据选择端的端子n之间应满足

N=2n

常用的数据分配器有1线—4线数据分配器、1线—8线数据分配器和1线—16线数据分配器。

如果将译码器的输入控制端作为分配器的数据输入端，译码器的数据输出端作为分配器的数据输出端，地址输入端不变，则译码器就可作为数据分配器使用。例如，用3线—8线译码器74LS38可构成1线—8线数据分配器。如图3-5所示，A2～A0作为地址输入端，作为数据输出端，从输入控制端中任选一端作为数据输入端D。当选择作为数据输入端D时，输出原码，即Yi=D;当选择STA作为数据输入端D时，输出反码，即由于数据分配器和译码器的功能非常接近，因此市场上没有集成数据分配器产品而只有集成译码器产品。当需要数据分配器时，可以用译码器代替。

图3-5 1线—8线数据分配器