news 2026/2/5 7:11:29

嵌入式知识篇---74LS157

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
嵌入式知识篇---74LS157

今天我们来认识数字电路中的另一位“数据路由专家”——74LS157。它和上次的153是“表兄弟”,但功能更专注,是位“四通道二选一快速切换器”


1. 一句话概括它是什么

74LS157 是一个“四路2选1数据选择器/多路复用器”。
它的核心功能是:同时控制4组独立的信号,在每组信号的2个来源中快速切换一个送到输出端。

简单比喻:它就像一个“四联轨道道岔控制器”。你有4条铁路,每条铁路都有2个 incoming岔路(A线和B线)。你扳动一个总手柄,就能让所有4条铁路同时从A线切换到B线,或者从B线切回A线。


2. 它解决了什么问题?(为什么要用它?)

想象你在设计一个游戏机,需要处理两套输入:

  • 场景一:游戏角色有“正常状态”和“超级状态”两套不同的属性数据(比如速度、攻击力)。

  • 场景二:CPU需要轮流读取“玩家1手柄”和“玩家2手柄”的数据。

没有157的问题:你需要用很多逻辑门和复杂的控制线,来分别切换这4组数据,电路复杂,容易不同步。

用157的优雅方案

  1. 把“正常状态”的4个属性数据接到1A, 2A, 3A, 4A

  2. 把“超级状态”的4个属性数据接到1B, 2B, 3B, 4B

  3. 当角色吃到道具时,你只需要把157的选择端S从0改成1

  4. 瞬间!4个输出全部从“正常状态数据”切换为“超级状态数据”,完美同步!

核心价值用1根控制线,同步切换4组独立的2选1选择,实现快速、一致的数据源切换。


3. 它的“身体构造”(引脚)与“工作方式”

它的结构非常规整,理解一组,就理解了全部。我们以第一组为例。

【数据输入区】—— 4组“二选一”的待选信号
  • 第一组1A1B(第一路信号的A来源和B来源)

  • 第二组2A2B

  • 第三组3A3B

  • 第四组4A4B

  • 每组都有两个输入,就像每个选择题有两个选项(A和B)。

【核心控制端】—— 唯一的选择器
  • S(Select)全局选择控制端,只有这1根线!这是和153(用2根线选择4个)最大的不同。

    • S = 0(低电平)时所有4组都选择A输入。即:1Y = 1A,2Y = 2A,3Y = 3A,4Y = 4A

    • S = 1(高电平)时所有4组都选择B输入。即:1Y = 1B,2Y = 2B,3Y = 3B,4Y = 4B

【使能控制端】—— 总开关
  • E(Enable)输出使能端,低电平有效

    • E = 0(低电平)时:芯片正常工作,根据S的选择来输出。

    • E = 1(高电平)时所有4个输出Y强制为低电平(0),无视S和所有输入。这是最高优先级的“总关闭”开关。

【数据输出区】—— 4组结果
  • 1Y, 2Y, 3Y, 4Y:对应4组的输出。它原样传递被选中的输入信号(0进0出,1进1出)。


4. 一个生动比喻:电视台的四讯道直播切换台

想象一个电视台有4个演播室在做节目,每个演播室都准备了两套节目方案(比如正常版和备用版)。

  • 你(导演)= 控制信号S

  • E使能端= 直播的“播出/切断”总按钮

  • 4个演播室= 4组数据通道(1,2,3,4)

  • 每个演播室的A方案=1A, 2A, 3A, 4A(正常节目)

  • 每个演播室的B方案=1B, 2B, 3B, 4B(备用节目,比如紧急新闻)

  • 最终播出的4路信号=1Y, 2Y, 3Y, 4Y

  • 电视观众= 下游电路

直播突发状况

  1. 正常直播中,E=0(正在播出),S=0(所有演播室播A方案正常节目)。

  2. 突然有重大新闻发生!导演(你)立刻决定:“所有演播室,立刻切到备用B方案!”

  3. 你只需要做一件事:把控制杆S从0扳到1。

  4. 瞬间,所有4个演播室的播出信号,齐刷刷地从A方案切换到了B方案。观众看到所有频道同时切换到了新闻特别报道。

  5. 如果需要完全黑屏(比如信号故障),导演就按下E=1(切断按钮),所有输出立刻变0(黑场)。

精髓“一键全局切换”,所有通道行动完全一致,没有先后顺序差。


5. 初学者动手实验(一键切换四路灯)

实验:用157制作一个“模式切换器”

  • 材料:74LS157芯片x1,拨码开关x9,LEDx4,电阻,面包板,5V电源。

  • 接线

    1. 4组输入:1A,2A,3A,4A接一起到高电平(1);1B,2B,3B,4B接一起到低电平(0)。这样,A模式就是全1,B模式就是全0。

    2. 选择端S接一个拨码开关。

    3. 使能端E接一个拨码开关(平时接地0)。

    4. 4个输出1Y-4Y各接一个LED(通过电阻到地),LED亮=1,灭=0。

  • 操作与观察

    1. 确保E=0(芯片工作)。

    2. 设置S=0:你看到4个LED全亮(因为选择了A组,全1)。

    3. 拨动S到1:4个LED同时全灭(因为切换到了B组,全0)。

    4. 体验使能控制:在S=0(全亮)时,将E拨到1(高电平)。4个LED立刻全部熄灭!这证明了E的优先级最高。

  • 进阶玩法:将1A-4A1B-4B分别接不同的高低电平组合,观察S切换时,每个LED如何根据自己那组的两个预置值来变化。


6. 经典应用场景

  1. CPU地址/数据总线切换:在早期的微机系统中,用157来切换CPU是访问内存还是访问I/O端口,实现地址总线的低位复用。

  2. 双游戏手柄读取1A-4A接玩家1手柄的4个按键,1B-4B接玩家2手柄的4个按键。S由CPU控制:S=0时读玩家1,S=1时读玩家2。用4根数据线就能读两个手柄。

  3. 显示数据切换:在图形显示中,快速在“背景层数据”和“精灵层数据”之间切换。

  4. 逻辑函数发生器:固定A组和B组的输入为常数,那么输出Y就是选择端S的函数。例如,若A=1,B=0,则Y=S'(非S);若A=0,B=1,则Y=S(同S)。


形象总结

74LS157想象成一个“四联灯光场景控制器”

  • 4个房间= 4组数据通道

  • 每个房间有2套灯组:A套(温馨模式)和B套(明亮模式)

  • 总控面板

    • 一个主模式开关(S):拨到左边,所有房间开A套灯;拨到右边,所有房间开B套灯。

    • 一个总电闸(E):拉下时(E=1),所有房间断电(输出0);合上时(E=0),模式开关才生效。

  • 结果:你用一个动作,就统一改变了所有房间的照明场景。

记住这个口诀:
“七四幺五七,四路二选一。一个选择端S,控制A或B。使能E是总闸,低电平才出力。输入AB准备好,输出Y显统一。”

  • 四路二选一:核心功能。

  • 一个选择端S:全局控制,0选A,1选B。

  • 使能E是总闸:低电平有效,高电平强制输出0。

  • 输出Y显统一:所有输出同时切换,行为一致。

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/2/3 19:26:25

Next.js与Edamam API的协奏曲:解决API请求问题

在使用Next.js开发一个食谱搜索应用时,我们可能会遇到一些API请求的问题。这篇博客将详细介绍如何解决在调用Edamam API时出现的ERR_BAD_REQUEST错误,通过一个具体的实例来展示问题的解决过程。 背景介绍 我们使用Axios库来发起对Edamam API的请求,目的是获取根据用户输入…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/4 9:19:45

【Cursor AI编辑器】AI原生IDE的技术革命

文章目录目录一、核心技术架构:三层深度集成二、自研Composer模型:性能与智能的完美平衡三、2.0革命性功能:多智能体与全链路开发1. 多智能体并行架构(Multi-Agents)2. Agent模式:从"以文件为中心"到"以目标为中心…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/3 9:02:06

如何精准设置RS485波特率:硬件参数操作指南

如何让RS485通信稳如老狗?从波特率设置讲起的硬核实战指南在工业现场摸爬滚打过的工程师都知道,一个系统最怕的不是功能复杂,而是“时通时不通”。而当你打开逻辑分析仪、串口助手抓了一堆波形后,发现罪魁祸首竟是——两边波特率差…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/3 13:05:23

Docker Compose配置日志轮转避免PyTorch输出占满硬盘

Docker Compose配置日志轮转避免PyTorch输出占满硬盘 在深度学习项目中,一个看似微不足道的细节——日志管理,往往会在长时间训练任务中演变为系统级风险。尤其是当你在使用像 pytorch-cuda:v2.6 这类功能完整、开箱即用的镜像进行模型训练时&#xff0c…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/3 11:45:10

SSH端口转发访问远程PyTorch Web服务的操作步骤

SSH端口转发访问远程PyTorch Web服务的操作步骤 在深度学习项目开发中,一个常见的场景是:你的笔记本电脑配置有限,显存不足以运行大型模型,而实验室或云上的高性能服务器却配备了A100、V100等高端GPU。你写好了PyTorch代码&#x…

作者头像 李华
网站建设 2026/2/5 13:53:48

图解说明cp2102usb to uart bridge引脚功能与连接原理

深入理解CP2102:从引脚到实战的USB转串口全解析在嵌入式开发的世界里,你有没有遇到过这样的场景?手头一块STM32板子烧不进程序,串口调试工具打开却收不到任何打印信息;或者ESP32模块连接后,电脑根本识别不了…

作者头像 李华