数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

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数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

一、数据分配器

在数据传输的过程中,数据选择器可以把某一路的数据分配到不同的数据通道上,这种电路称为数据分配器。简称DEMUX,一般有已鞥输入和多个输出。如下图所示是一个四路数据选择器的芯片集成图:
数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

它可以将D送到数据变量选择的通道,下图是数据选择器的真值表:
数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

可以看到, A A A B B B两位数代表了输出路的二进制编码,被称为选择输入端。各路的函数表达式为:
W 0 = D A B ‾ W_0=D\overline{AB} W0=DAB
W 1 = D A ‾ B W_1=D\overline{A}B W1=DAB
W 2 = D A B ‾ W_2=DA\overline{B} W2=DAB
W 0 = D A B W_0=DAB W0=DAB

二、数据选择器

数据选择器简称MUX。其逻辑功能是在地址选择信号的控制下,从多路数据中选择一路输出。
74153是一个双四选一数据选择器,下图是它的芯片引脚分布图:
数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

其中 A 0 A_0 A0, A 1 A_1 A1是地址选择端, E ‾ \overline{E} E是使能端,只有当它输入为0时,数据选择器才可以工作,否则两个输出端将输出0。

74151是一个八选一数据选择器,下图是它的芯片引脚分布图:
数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

E E E端为使能端,只有当它为0时,数据选择器才会工作,否则输出端输出0;由于是八位选择器,故需要 A 0 A_0 A0 A 1 A_1 A1 A 2 A_2 A2三位选择位( 2 3 = 8 2^3=8 23=8)下图是74151的功能表:
数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

数据选择器的输出逻辑函数的形式是最小项之和的与或式,故可以用数据选择器实现任意逻辑函数。

三、数值比较器

数值比较器的作用是比较两个二进制数的大小的器件。
数值比较器如何实现比较?假设有两个四位二进制数 A = A 3 A 2 A 1 A 0 A=A_3A_2A_1A_0 A=A3A2A1A0 B = B 3 B 2 B 1 B 0 B=B_3B_2B_1B_0 B=B3B2B1B0,比较这两个数的大小就要从最高位开始比较,如果最高位不相等,则可以说明最高位较大的那个数较大,最高位较小的那个数较小;如果最高位相等,则比较下一位,同样,如果这一位不相等,则说明这一位较大的那个数较大,这意味较小的那个数较小,如果这一位也相等,则继续比较下一位,直至分辨清楚这两个数的大小。

1.一位数值比较器

首先给出一位数值比较器的真值表:
数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

可以根据真值表写出表达式:
( A i = B i ) = A i ⊕ B i ‾ (A_i=B_i)=\overline{A_i\oplus B_i} (Ai=Bi)=AiBi
( A i < B i ) = A i ‾ B i (A_i<B_i)=\overline{A_i}B_i (Ai<Bi)=AiBi
( A i > B i ) = A i B i ‾ (A_i>B_i)=A_i\overline{B_i} (Ai>Bi)=AiBi
根据表达式连接逻辑图即可。

2.四位数值比较器

下图是四位数值比较器的真值表:
数字电路基础(四) 数据分配器、数据选择器和数值比较器

表中第2-3行说明只要最高位不相等,则可以判断大小
表中4-9行是当最高位相等时的情况,此时比较低位,最终也可以比较出大小
表中最后三行是两个数的各位都相等的情况,则此时的结果由级联输入端的状态决定,哪个级联输入端的输入为1,则对应的输出端的输出为1.

初稿2022/5/7文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-449061.html

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