74151在数据选择和组合逻辑电路中的灵活应用

马俊

摘 要：74151是一款8位的数据选择器，在实践中往往多将其应用为数据选择器。本文则根据74151的特征，提出了更富有乐趣和发散的应用方式：多块74151的联合使用可以完成任意位的数据选择功能；1块74151可以完成任意的3输入1输出的组合逻辑功能；多块的74151组合使用可以完成功能更加丰富更加复杂的逻辑电路。

关键词：74151；数据选择器；组合逻辑电路

1.引言

74151[1]在习惯应用中一直是被用着数据选择器的，其典型应用如图1：

在控制端A/B/C的控制之下，输出会选择不同的输入数据，完成8选1的数据选择功能，上图中，输入数据依次为data_0到data_7，根据控制端ctl_A、ctl_B和ctl_C的不同，会有不同的输入端数据经过选择之后到达data_out。具体哪路输入数据到达输出端则根据74151的功能表所描述。74151作为数据选择器其功能如图2所示：

在这样一个条件下，我们就可以对输入数据段进行不同的设置，使之与所需的真值表相对应。这样就能完成一个任意的三输入的组合逻辑电路[2]。

比如，我们要实现如图3所示的的真值表的逻辑功能。该真值表反映的功能是检验输入的ctl_A、ctl_B和ctl_C三个数中1的个数是否为偶数，如果有偶数个1出现，则输出端输出1；如果有奇数个1出现，则输出端输出为0，可以用来生成奇偶校验位。

根据这个真值表，我们可以给74151的数据输入端进行相应的电位连接，如图4所示：

这样就可以实现任何的三输入的逻辑功能，我们只需要修改数据输入端口的电位连接就好。进一步想，这个其实就是一个以查表形式完成的逻辑功能，数据输入端存储的是我们的数据，而控制输入端是输入的数据地址。

再者，作为数据选择器，如果遇到输入路数比较多，超过了8路，那么呢我们可以选用2片74151，将控制信号的最高位，假设为ctl_D作为片选信号，连接到GN端，从而实现大于8位的数据选择。当然，还有更加普遍的一种方法，我们可以在2片74151之后再连接1片74151，对前面2片74151的输出进行选择，按照这样的布局，则可以实任意输入的数据选择。比如这里要设计一个64位宽的数据选择器，那么，选择控制信号需要6位，假设依次为ctl_A～ctl_F，ctl_C、ctl_B和ctl_A控制第一级的74151，第一级的74151一共8片，ctl_F、ctl_E和ctl_D控制第二级的74151，第二级的74151一共1片。第一级74151的输出依次连接到第二级的74151的数据输入端口。图5所示为一个16位数据输入的数据选择器，该数据选择器可以完成任意的4输入的组合逻辑功能。按这样的方式，将第一级74151的数量增加到8个，则可以完成一个64位的数据选择器，控制为6位，即可以完成任意的6位输入的组合逻辑电路。

2.结语

通過对74151的灵活的拓展应用，学习中，可以有效的加深对74151的理解，拓展思路；实践中可以用74151来搭建一定逻辑功能的电路，成本上可能不是最省，但是材料准备上是最简单的，只需要同一型号，即74151，即可完成任意的组合逻辑功能，可以简化设计，提高系统的可靠性。

参考文献：

[1] 陈莉，王牛俊，74151N的数据选择电路工作过程的Multisim仿真分析[J]，电子技术与软件工程，2015（19）：115.

[2] 廖超平，EDA技术与VHDL实用教程[M]，高等教育出版社，2014：40-44.