除了前面講過的編碼器、譯碼器，還有一種經(jīng)常使用的集成組合邏輯電路器件，就是數(shù)據(jù)選擇器。數(shù)據(jù)選擇器的功能是根據(jù)地址選擇碼從多路輸入數(shù)據(jù)中選擇一路送到輸出。其作用可用圖1所示的單刀多擲開關(guān)表示。d0～d2n-1為輸入數(shù)據(jù)，y為選擇輸出的數(shù)據(jù)，s是選擇開關(guān)，實(shí)際上是n位地址信號(hào)，最大可以控制選擇的數(shù)據(jù)為2n個(gè)。
圖1 數(shù)據(jù)選擇器的功能示意圖
1、數(shù)據(jù)選擇器的工作原理
常用的數(shù)據(jù)選擇器有4選1、8選1、16選1等多種類型。下面以4選1數(shù)據(jù)選擇器為例介紹數(shù)據(jù)選擇器的工作原理。
根據(jù)前面介紹的數(shù)據(jù)選擇器的功能，可以列出4選1數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能表，如表5-7-1所示。其中d0～d3為數(shù)據(jù)輸入端，a0、a1為數(shù)據(jù)選擇端。
表5-7-1 4選1數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能表
地址輸入
輸出
a1
a0
y
0
0
d0
0
1
d1
1
0
d2
1
1
d3
由邏輯功能表可以寫出輸出與輸入之間的表達(dá)式為
(1)
由邏輯表達(dá)式畫出4選1數(shù)據(jù)選擇器邏輯電路2所示。
圖2 4選1數(shù)據(jù)選擇器的邏輯電路圖
74ls153是一種集成的雙4選1數(shù)據(jù)選擇器邏輯器件。圖3所示為74ls153的邏輯電路圖和框圖。
圖3 74ls153雙4選1數(shù)據(jù)選擇器
由圖3（a）可知，74ls153的邏輯電路中包含兩個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器，它們的數(shù)據(jù)輸入端分別為d10、d11、d12、d13和d20、d21、d22、d23，數(shù)據(jù)輸出端分別為y1和y2。它們有公共的地址選擇輸入端a0、a1。除此之外，還各自有有一個(gè)使能控制端和。由圖3（a）可以寫出輸入與輸出之間的邏輯函數(shù)式為
(2)
由式(2)可以看出，只有當(dāng)使能控制端=0、=0時(shí)，數(shù)據(jù)選擇器才能正常工作，否則數(shù)據(jù)輸出端鎖定在低電平。故使能控制端為低電平有效。
74ls153的邏輯功能表如表2所示。
表2 74ls153的邏輯功能表
控制端
地址輸入
輸出
a1
a0
y
1
×
×
0
0
0
0
d0
0
0
1
d1
0
1
0
d2
0
1
1
d3
2、數(shù)據(jù)選擇器的應(yīng)用
（1）數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展應(yīng)用
可以用多片少數(shù)據(jù)輸入的數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)多數(shù)據(jù)輸入的數(shù)據(jù)選擇器。
例1：用74ls153設(shè)計(jì)一個(gè)8選1的數(shù)據(jù)選擇器。
解：74ls153是一個(gè)雙4選1數(shù)據(jù)選擇器。有兩個(gè)公用的地址選擇輸入端，8個(gè)數(shù)據(jù)輸入端。8選1數(shù)據(jù)選擇器需要3個(gè)地址輸入端（23=8），因此需要用使能控制端來補(bǔ)充地址輸入端的不足。用雙4選1數(shù)據(jù)選擇器芯片74ls153設(shè)計(jì)的8選1數(shù)據(jù)選擇器的電路如圖4所示。
圖4 用雙4選1數(shù)據(jù)選擇器接成8選1數(shù)據(jù)選擇器的電路圖
當(dāng)a2=0時(shí)，上邊的4選1數(shù)據(jù)選擇器工作，根據(jù)地址輸入端a0、a1的狀態(tài)，輸出端y1選擇輸出d0～d3，此時(shí)y2=0，故y=y1；當(dāng)a2=1時(shí)，下邊的4選1數(shù)據(jù)選擇器工作，根據(jù)地址輸入端a0、a1的狀態(tài)，輸出端y2選擇輸出d4～d7，此時(shí)y1=0，故y=y2。邏輯函數(shù)式為
(3)
也可以添加使能控制端對(duì)所接成的8選1數(shù)據(jù)選擇器的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。
添加使能控制端的8選1數(shù)據(jù)選擇器的電路如圖5所示。
圖5 有使能控制端的8選1數(shù)據(jù)選擇器框圖
由圖5可知，當(dāng)=0 時(shí)，8選1數(shù)據(jù)選擇器正常工作；當(dāng)=1時(shí)，8選1數(shù)據(jù)選擇器的輸出被鎖定在低電平。
（2）用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)組合邏輯電路
由表2可知，具有兩位地址輸入a0、a1的4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)使能控制端=0時(shí)，輸出與輸入之間的邏輯關(guān)系式為
(4)
若將a0、a1作為兩個(gè)輸入變量，同時(shí)令d0～d3為第三個(gè)變量的適當(dāng)狀態(tài)（包括原變量、反變量、0和1），就可以用4選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)任何形式的三變量組合邏輯函數(shù)。
同理，用由n位地址輸入端的數(shù)據(jù)選擇器可以實(shí)現(xiàn)任何形式的變量數(shù)不大于n+1的組合邏輯函數(shù)。
例2：用4選1數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)以下組合邏輯函數(shù)：
(5)
解：將式（4）化成與式（5）相對(duì)應(yīng)的形式：
(6)
將式（6）與式（4）比較可知，只要令數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端為
、、、、、
則數(shù)據(jù)選擇器的輸出就是所要表達(dá)的組合邏輯函數(shù)。