数据选择器的工作原理

在数字信号的传输过程中，有时需要从一组输入数据中选出某一个来，这时就要用到一种称为数据选择器(Data Selector)或多路开关(Multiplexer)的逻辑电路。

现以双 4 选 1 数据选择器74HC153 为例,说明它的工作原理。图4.3.21 是74HC153 的逻辑图，它包含两个完全相同的4选1数据选择器。两个数据选择器有公共的地址输入端，而数据输入端和输出端是各自独立的。通过给定不同的地址代码(即AA的状态)，即可从4个输入数据中选出所要的一个，并送至输出端Y。图中的S′和S′是附加控制端，用于控制电路工作状态和扩展功能。

由图4.3.21 可见,当A=0时传输门TG和TG导通，而TG和TG截止。当A=1时TG和TG截止，而TG和TG导通。同理，当A=0时TG导通、TG截止。而A=1时TG截止、TG导通。因此，在AA的状态确定以后，DD当中只有一个能通过两级导通的传输门到达输出端。例如，当AA=01时，级传输门中的’TG和TG导通，第二级传输门的TG导通，只有?D?端的输入数据能通过传输门TG和TG到达输出端。Y。输出的逻辑式可写成Y=[D(A′A′)+D(A′A)+D(AA′)+D(AA)]?S十  (4.3.16)同时，上式也表明S′=0时数据选择器工作，S′=1时数据选择器被禁止工作，输出被封锁为低电平。
同理，用具有 n位地址输入的数据选择器，可以产生任何形式输入变量数不大于n+1的组合逻辑函数。
   
例4.3.5】 试用4 选1 数据选择器实现例4.2.2 的交通信号灯监视电路。解： 已知例4.2.2要求产生的逻辑函数为式(4.2.2)，即Z=R′A′G′+R′AG+RA′G+RAG′+RAG(4.3.19)

A将上式稍加变换即可化成与式(4.3.18)完全对应的形式GZ=R′(A′G′)+R(A′G)+R(AG′)+1(AG)A。A(4.3.20)DDsū芋将式(4.3.20)与式(4.3.18)对照一下便知，只要令数据选择器的输入为Y|zDR1D-|~A=AD=R′sA=G D=D=RD=1

图4.3.23 例4.3.5的电路如图4.3.23 所示，则数据选择器的输出就是式(4.2.2)所要求的逻辑函数 Z。

例4.3.6】 试用8 选 1 数据选择器产生三变量逻辑函数Z=A′B′C′+AC+A′BC(4.3.21)解： 8 选 1 数据选择器

有3 位地址输入((n=3),能产生任何形式的四变量以下的逻辑函数，故定可生成式(4.3.21)的三变量逻辑函数。图4.3.24中虚线框内部分是8 选1 数据选择器74HC151 的逻辑图

在控制端输入S′=0(S=1)的情况下，输出的逻辑式为(4.3.22)将式(4.3.21)化成与式(4.3.22)中 Y 对应的形式得到Z=A′B′C′+AC+A′BC=1(A′B′C′)+0(A′B′C)+0(A′BC′)+1(A′BC)+0(AB′C′)+1(AB′C)+0(ABC′)+1(ABC)(4.3.2,).

将以上两式对照一下可知，只要令数据选择器的输入为A=AA=B  D=D=D=D=1A=C  

D=D=D=D=0则数据选择器的输出Y 就是所需要的逻辑函数Z。电路的接法如图4.3.24所示。