1.驗證半加器、全加器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器的邏輯功能。

2.學(xué)習(xí)半加器、全加器、數(shù)據(jù)選擇器的使用。

3.用與非門、非門設(shè)計半加器、全加器。

4.掌握數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)據(jù)分配器擴展方法。

二、實驗原理

1.半加器和全加器

根據(jù)組合電路設(shè)計方法,列出半加器的真值表,見表7。邏輯表達式為：

S =AB + AB= A⊕B

C = AB

半加器的邏輯電路圖如圖17所示。

用兩個半加器可組成全加器,原理圖如圖18所示。

在實驗過程中,我們可以選異或門74LS86及與門74LS08來實現(xiàn)半加器的邏輯功能；也可用全與非門如74LS00、反相器74LS04組成半加器。這里全加器不用門電路構(gòu)成,而選用集成的雙全加器74LS183。其管腳排列和邏輯功能表分別見圖19和表4.9所示

（a）用異或門組成的半加器（b）用與非門組成的半加器

圖17 半加器邏輯電路圖

圖18 由二個半加器組成的全加器

圖19 74LS183雙全加器管腳排列圖

2.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器

數(shù)據(jù)選擇器又叫多路開關(guān),其基本功能相當(dāng)于單刀多位開關(guān),其集成電路有“四選一”、“八選一”、“十六選一”等多種類型。這里我們以“八選一”數(shù)據(jù)選擇器74LS151為例進行實驗論證。

數(shù)據(jù)分配器,實際上其邏輯功能與數(shù)據(jù)選擇器相反。它的功能是使數(shù)據(jù)由1個輸入端向多個輸出端中的某個進行傳送,它的電路結(jié)構(gòu)類似于譯碼器。所不同的是多了一個輸入端。若選擇器輸入端恒為1,它就成了上一實驗的譯碼器。實際上,我們可以用譯碼器集成產(chǎn)品充當(dāng)數(shù)據(jù)分配器。例如,用2-4線譯碼器充當(dāng)四路數(shù)據(jù)分配器,3–8線譯碼器充當(dāng)八路數(shù)據(jù)分配器。就是將譯碼器的譯碼輸出充當(dāng)數(shù)據(jù)分配器輸出,而將譯碼器的使能輸入充當(dāng)數(shù)據(jù)分配器的數(shù)據(jù)輸入。

三、實驗內(nèi)容與步驟

1.半加器、全加器

（1）根據(jù)組合電路設(shè)計方法,列出半加器的邏輯功能表,見表7。由異或門74LS86和與門74LS08組成半加器,半加器的實驗電路圖如圖20所示。74LS86的管腳排列圖見圖21所示（74LS08管腳排列圖見門電路實驗的圖2）。

將74LS86、74LS08集成片插入IC空插座中,按實驗電路圖20接線,進行半加器邏輯功能驗證。

實驗時輸入端A、B接輸入信號,輸出端S、C接發(fā)光二極管LED,觀察和數(shù)與進位數(shù),并記錄。

（2）全加器邏輯功能驗證：本實驗中全加器不用門電路構(gòu)成,而選用集成的雙全加器74LS183。將74LS183集成片插入IC空插座中驗證其邏輯功能與表8中結(jié)果進行比較。

圖20 用異或門組成的半加器實驗電路圖

圖21 74LS86管腳排列圖

表7 半加器邏輯功能表

表8 全加器邏輯功能表

將全加器74LS183集成片插入IC空插座,輸入端A、B、C_i-1分別接邏輯開關(guān)K₁、K₂、K₃,輸出S_i和C_i接發(fā)光二極管LED。按全加器邏輯功能表輸入邏輯電平信號,觀察輸出S_i及進位C_i并記錄下來。

2.數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器

（1）數(shù)據(jù)選擇器

將74LS151“八選一”數(shù)據(jù)選擇器插入IC空插座中（管腳排列圖如圖22所示）,按圖23接線。其中C、B、A為三位地址碼,S為低電平選通輸入端,D₀~D₇為數(shù)據(jù)輸入端,輸出Y為原碼輸出端,W為反碼輸出端。置選通端S為0電平（即低電平）,數(shù)據(jù)選擇器被選中,撥動邏輯開關(guān)K₃~K₁分別為000,001，…111（置數(shù)據(jù)輸入端D₀~D₇分別為10101010或11110000）,觀察輸出端Y和W輸出結(jié)果,并記錄。

圖22 74LS151管腳排列圖

圖23 八選一數(shù)據(jù)選擇器實驗接線圖

（2）數(shù)據(jù)分配器,其邏輯功能與數(shù)據(jù)選擇器相反，常常用譯碼器集成片充當(dāng)數(shù)據(jù)分配器。在多路分配器中用3線-8線74LS138譯碼器接成數(shù)據(jù)分配器形式,從而完成多路信號的傳輸。具體實驗接線見圖24。

圖24 多路信號傳輸實驗接線圖（多路分配器）

將74LS138集成片插入IC空插座中（管腳排列圖見“編碼器”圖4.27）,按圖4.46接線。D₀~D₇分別接數(shù)據(jù)開關(guān)或邏輯開關(guān),D'₀~D'₇接8個發(fā)光二極管LED顯示輸出,數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)據(jù)分配器的地址碼一一對應(yīng)相連,并接三位邏輯電平開關(guān)（也可用8421碼撥碼開關(guān)的4、2、1三位或三位二進制計數(shù)器的輸出端Q_C、Q_B、Q_A）。把數(shù)據(jù)選擇器74LS151原碼輸出端Y與74LS138的G_2A和G_2B輸入端相連,二個集成片的通選分別接規(guī)定的電平。這樣即完成了多路分配器的功能驗證。

置D₀~D₇為11110000和10101010兩種狀態(tài),再分別兩次置地址碼A₃~A₀為0~7,觀察輸出發(fā)光二極管LED的狀態(tài),并記錄。

四、實驗總結(jié)

1.整理實驗數(shù)據(jù)和實驗線路圖。

2.試用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)全加器及比較器功能,畫出具體線路圖。

五、注意事項

所有實驗用集成片在實驗時都必須接“+5V”電源和接地。