清华大学：《数字逻辑与数字集成电路电路》课程教材电子教案（PPT教学课件，第2版）第四章 组合逻辑电路（4.2）数据选择器（Data Selector）

4.2数据选择器( Data selector) 1原理:在控制信号作用下,从多个输入中每次选中一个 输出。因此又称多路开关( Multiplexer-MUX)。是计 算机系统中使用最多的一类中规模器件。 例:4选1(4通道选1)数字选择器: 真值表 逻辑框图 0 DDd, D 0011 0 DDDD YESS,D D,+ss,d+ss,D

4.2 数据选择器(Data Selector) 1.原理：在控制信号作用下，从多个输入中每次选中一个 输出。因此又称多路开关(Multiplexer－MUX)。是计 算机系统中使用最多的一类中规模器件。 例：4选1（4通道选1）数字选择器： 1 1 D3 1 0 D2 0 1 D1 0 0 D0 S1 S0 Y Y = S0 S1 D0 + S0 S1 D1 + S0 S1 D2 + S0 S1 D3 S1 S0 D3 D2 D1 D0 Y 真值表 逻辑框图

数据选择器的内部结构 D, DD Y D Y=SOSDo+SoSD,+SSD2+SosD3 控制变量S1S的组合在同一时间内只能有一个为“1, 因此输出只能选中其中的一个

数据选择器的内部结构 1 0 S S + Y D0 D1 D2 D3 1 0 S S 1 0 S S Y = S0 S1 D0 + S0 S1 D1 + S0 S1 D2 + S0 S1 D3 1 0 S S S1 S0 D3 D2 D1 D0 Y 控制变量S1 S0的组合在同一时间内只能有一个为“1” ， 因此输出只能选中其中的一个

2数据选择器用于总线发送控制 三态门 A B H 控制总线4→BCS C→BUSH→BUS 数据选择器 控制总线 08选1数据 选择器 想想看:数据选择器还 有哪些应用? ABC H

2.数据选择器用于总线发送控制 A B C A→ BUSB → BUS C → BUS 三态门 控制总线 H →BUS H A B C H S0 S1 S2 8选1数据 选择器 数据选择器 控制总线 想想看：数据选择器还 有哪些应用？

3多位结构的数字选择器 4位2选1 IDoID, 2Do 2D 3D 3D1, 3Y S, IDo ID,ID 2 ID3 2D,2D22D 2位4选1

3.多位结构的数字选择器 4位2选1 S1 S0 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y S 2D1 2D0 1D1 1D0 1Y 4D1 4D0 3D1 3D0 2Y 3Y 4Y 2位4选1

4带控制端的数据选择器 逻辑框图 真值表 ED, D, D, D E10000 0 使能( Enable)控制端 E=1,选择器被禁止 X0011 X0101 DDDD E=0,选择器输出Y=D Y=E(SSDo+SoS,D,+sosD2+sos,D3)

4.带控制端的数据选择器 1 1 D3 1 0 D2 0 1 D1 0 0 D0 S1 S0 Y ( ) Y = E S0 S1 D0 + S0 S1 D1 + S0 S1 D2 + S0 S1 D3 S1 S0 D3 D2 D1 D0 Y 真值表 逻辑框图 0 0 0 0 X 0 1 X E E 使能（Enable）控制端 ＝1，选择器被禁止 ＝0，选择器输出Y＝ Di E E

5有使能端的2位4选1数据选择器 (带互补输出:W=Y) S 2C12C 1E 2E 1Y 1W 2Y 2W 逻辑框图 lE ID ID, ID, ID, 2E 2D 2D, 2D, 2D 1Y 1W 2Y 2W

5.有使能端的2位4选1数据选择器 （带互补输出：W＝Y） S1 S0 1D3 1D2 1D1 1D0 1Y 1W 2D3 2D2 2D1 2D0 2Y 2W 逻辑框图 1E 2E

6选择器扩展:16选1选择器 中规模器件只有有限个输入,当需要 更大规模电路时,就需要扩展。 如果手中没有16选1的选择器, 16选1数据可以用8选1、4选1等扩展实现 选择器 D15D14 D

6.选择器扩展: 16选1选择器 S0 S1 S2 16选1数据 选择器 D14 D0 D15 …… S2 如果手中没有16选1的选择器， 可以用8选1、4选1等扩展实现。 中规模器件只有有限个输入，当需要 更大规模电路时，就需要扩展

7选择器扩展:4选1选择器 扩展成16选1选择器 6选1功能表 010 0101 定要选两次,分成4组,每组选出 10xn个,再从4个中选择一次 1100Y两种不同的扩展方案,从功能表上分析, 可以先用低两位控制,也可以先用高两 位控制

7.选择器扩展:用4选1选择器 扩展成16选1选择器 S3 S2 S1 S0 Y 0 0 0 0 Y0 0 1 Y1 1 0 Y2 1 1 Y3 0 1 0 0 Y4 0 1 Y5 1 0 Y6 1 1 Y7 1 0 0 0 Y8 0 1 Y9 1 0 Y10 1 1 Y11 1 1 0 0 Y12 0 1 Y13 1 0 Y14 1 1 Y15 16选1功能表 一定要选两次，分成4组，每组选出一 个，再从4个中选择一次。 两种不同的扩展方案，从功能表上分析， 可以先用低两位控制，也可以先用高两 位控制。 S1 S0 S1 S0

8选择器扩展:用双4选1选择器(无E 选择器无选通控制端,扩展成16选1选择器(1) 只能用两级选择结构 Do----D, Da----D g-D1D12-D5 Do---D3 Do---D DI D----D D 逻辑结构:S1S控制第一层选择,S3S2控制第二层选择

8.选择器扩展：用双4选1选择器(无E) 扩展成16选1选择器(1) S0 S1 D0 D3 Y D0 D3 Y S0 S1 D0 D3 Y D0 D3 Y S0 S1 D0 D3 Y S1 S0 S3 S2 D0 D3 D4 D7 D8 D11D12 D15 逻辑结构：S1 S0控制第一层选择，S3 S2控制第二层选择。 选择器无选通控制端， 只能用两级选择结构

9选择器扩展:用双4选1选择器(无E) 选择器无选通控制端,扩展成16选1选择器(2) 只能用两级选择结构 Do----D12D1---D13 Po---D3Do----D Da Do----D D P121图4-34 逻辑结构:S3S2控制第一层选择,S1S控制第二层选择

9.选择器扩展：用双4选1选择器(无E) 扩展成16选1选择器(2) S0 S1 D0 D3 Y D0 D3 Y S0 S1 D0 D3 Y D0 D3 Y S0 S1 D0 D3 Y S3 S2 S1 S0 D0 D1 D2 D3 P.121 图4-34 选择器无选通控制端， 只能用两级选择结构 逻辑结构：S3 S2控制第一层选择，S1 S0控制第二层选择。 D12 D13 D14 D15