課程設(shè)計(jì)報(bào)告---四人表決器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　四人表決器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　某特殊足球評委會由一位教練和三位球迷組成，對裁判員的判罰進(jìn)行表決時(shí)，當(dāng)滿足以下條件即表示同意：</p><p>　?。?）有三人或三人以上同意；</p><p>　?。?）有兩人

2、同意，但其中一人必須是教練。</p><p>　　1、 方案論證與對比</p><p><b>　　1．1 方案一</b></p><p>　　1.1.1 設(shè)計(jì)電路 如圖2</p><p><b>　　1.2 方案二</b></p><p>　　用2輸入與非門

3、設(shè)計(jì)，同樣可根據(jù)表2的真值表作卡諾圖以及它的邏輯函數(shù)表達(dá)式，這里省略沒作，因?yàn)榕c方案一比劣勢明顯。該方案的電路圖如下：</p><p>　　圖1 2輸入與非門接線圖</p><p>　　1.3 方案對比與選擇</p><p>　　該電路的原理和方案一的區(qū)別不大，只是這個(gè)全部用的2輸入與非門來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)方案中其一元器件使用太過單一，而方案一中用了譯碼器74HC138

4、，這就使我們更加的熟悉了譯碼器的適用。其二方案一也大大減少了連線的交叉程度，方案二中因?yàn)橐粋€(gè)芯片中含有幾個(gè)與非門，只用一個(gè)又太浪費(fèi)，全部用連線就會有很多交叉，使得用protel布線時(shí)帶來很大的困難。所以綜合以上兩個(gè)原因我們選擇了方案一。</p><p><b>　　2、分析與設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2、1 譯碼器結(jié)構(gòu)分析</p><p&g

5、t;　　四人表決器即要求四個(gè)輸入端，三個(gè)球迷用三線-八線的譯碼器，但教練的身份比較特別，為使電路簡單就直接接邏輯開關(guān)[1]。</p><p>　　74HC138是3線-8線譯碼器，其功能表如表1所示。該譯碼器有3位二進(jìn)制輸入A0，A1，A2，它們共有8種狀態(tài)的組合，即可譯出8個(gè)輸出信號Y0-Y7,輸出為低電平有效。此外，還設(shè)計(jì)了E3、E2和E13個(gè)是能輸入端，為電路功能的擴(kuò)展提供了方便。由功能表可知，當(dāng)E3=1，

6、且E2=E1=0時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)[2]。</p><p><b>　　由功能表可得：</b></p><p>　　Y0=E3*E2*E1*A2*A1*A0</p><p>　　根據(jù)各輸出的邏輯表達(dá)式可以寫出最初的邏輯表達(dá)式，根據(jù)學(xué)校元件庫能提供的元件，對邏輯表達(dá)式化簡，于是最終確定完成本次設(shè)計(jì)的所有元器件，然后畫出原理圖，見圖1</

7、p><p>　　該表清楚的表達(dá)出74HC138的邏輯功能，即三輸入八輸出和使能端的有效電平，同時(shí)說明了74HC138的工作狀態(tài)和輸出有效電平。</p><p>　　由74HC138譯碼器和幾個(gè)非門，或非門和與門組成的原理圖電路，接通電源就進(jìn)入工作狀態(tài)，通過開關(guān)導(dǎo)通或打開表示輸入各評委的投票結(jié)果，后面通過發(fā)光二極管輸出并顯示投票結(jié)果。</p><p>　　表1： 74HC

8、138譯碼器功能表</p><p>　　設(shè)邏輯A表示教練，B,C,D表示三個(gè)球迷，L表示投票結(jié)果，贊成用1表示，反對用0表示，通過用1表示，不通過用0表示，根據(jù)題意列真值表如下：</p><p>　　該真值表通過各個(gè)邏輯A、B、C、D的不同取值反映出輸出L的各種狀態(tài)。不同的輸入可以得到相應(yīng)的輸出結(jié)果即各個(gè)表決結(jié)果。</p><p>　　表2：原理圖的真值表</

9、p><p>　　圖2：74HC138引腳圖[3]</p><p>　　該引腳圖能夠幫助我們對74HC138各個(gè)引腳連接時(shí)清楚各個(gè)引腳的功能。</p><p>　　2、2 框圖分析　　</p><p><b>　　2、3電路圖生成</b></p><p>　　根據(jù)以上分析以及它的功能表，真值表和框圖分析

10、可以設(shè)計(jì)出如下的電路圖：</p><p>　　圖3：工作原理接線圖</p><p><b>　　3 調(diào)試及結(jié)果</b></p><p><b>　　3、1 原理分析</b></p><p>　　工作過程：由主持人接通電源表示投票開始，開關(guān)S1,S2,S3,S4分別表示教練A和球迷B,C,D.開關(guān)打到

11、低電平時(shí)表示不同意，高電平表示同意。即按下開關(guān)就表示同意，不同意就不按開關(guān)。開關(guān)S1不接譯碼器而是直接和譯碼器的輸出端組成與非和或非。B,C,D分別接譯碼器的三個(gè)輸入端。能同意的狀態(tài)有三種情況：（1）當(dāng)B,C,D三個(gè)球迷都同意按下開關(guān)時(shí)不管教練是否同意都可以通過，所以此時(shí)只要Y7輸出直接接非門，因?yàn)閅7是低電平有效[4]，接非門后輸出結(jié)果為高電平燈亮為同意。（2）當(dāng)教練按下開關(guān)而球迷中只有兩人按時(shí)，譯碼器輸出端Y3,Y5,Y6為有效電平

12、（低電平），此時(shí)三線接入或非門中，再與A線一起接入與門后輸出結(jié)果為高電平，此結(jié)果表示同意。（3）當(dāng)教練同意前提條件下，球迷只有一人同意時(shí)也表示投票結(jié)果通過，此時(shí)譯碼器的Y1,Y2,Y4輸出端為有效電平（低電平），此時(shí)三線接入或非門中，與非門的輸出結(jié)果為高電平再與A線一起接入與門中，結(jié)果為高電平。最后可分別把上述三種情況的輸出一起接入或門中，或門的最終輸出接發(fā)光二極管，燈亮的話就表示投票通過。 </p><p>&

13、lt;b>　　3、2調(diào)試及結(jié)果</b></p><p>　　所以上面的三種燈亮的情況分別是：</p><p>　?。?）①四人都同意：S1,S2,S3,S4都接通；②只教練不同意，球迷都同意：S1不接通，S2,S3,S4都接通。</p><p>　?。?）在教練同意的前提下(S1接通)球迷有兩人同意：① S2,S3 接通，S4不接通；② S3,S4

14、接通，S2不接通；③ S2,S4接通，S3不接通。</p><p>　?。?）在教練同意的前提下(S1接通)球迷只有一人同意：① S2接通，S3,S4不接通；② S3接通，S2,S4不接通；③ S4接通，S2,S3不接通。</p><p>　　用到的非門，或非門，與門等都可以通過芯片來實(shí)現(xiàn)。這樣就大大簡化了電路，也使得我們熟悉了怎么使用這些芯片。</p><p>&

15、lt;b>　　4、總結(jié)與致謝</b></p><p><b>　　4.1 體會</b></p><p>　　通過這次的設(shè)計(jì)，使我們明白了四人表決器電路的基本原理，了解了74LS138，74HC04(非門),74HC02（或非門）,74HC08（與門）。四塊芯片的功能，也使我們明白了實(shí)際電路和設(shè)計(jì)電路的區(qū)別，有好多東西并不是我們想象的那么簡單，電路原理

16、看起來很簡單，但實(shí)際動(dòng)手卻感覺非常困難，這次設(shè)計(jì)讓我們認(rèn)識了這點(diǎn)。再者，這次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓我們對理論知識有了更深刻的理解。</p><p><b>　　4.2 建議：</b></p><p>　　對這次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓我們認(rèn)識到我們的動(dòng)手能力和思維能力不足，希望以后常開展這種設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。再次，希望下次實(shí)驗(yàn)老師能夠多提供參考資料，多幫我們解決疑惑問題，以便更快更高質(zhì)量的完成實(shí)驗(yàn)

17、。</p><p><b>　　4.3 致謝</b></p><p>　　在這次設(shè)計(jì)過程中得到了很多的幫助，包括xx老師以及鐘明生老師的指導(dǎo)，還有同學(xué)的建議，在這里特意表示衷心的感謝。如果僅憑自己一己之力是很難完成這次設(shè)計(jì)的。還要那些查詢了的網(wǎng)站和參考文獻(xiàn)提供了寶貴資料，在這里一一表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

18、;/b></p><p>　　[1] 康華光.《電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）》, [M]．北京：高等教育出版社,2006年.</p><p>　　[2] 金維香、謝玉梅.《電子測試技術(shù)》,[M]．長沙：湖南大學(xué)出版社,2004年.</p><p>　　[3] 楊碧石.《電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程》,[M]．北京：電子工業(yè)出版社,2005年.</p>&l

19、t;p>　　[4] 彭介華.《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》, [M]．上海：高等教育出版社,2007年.</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄一 用到的器材</b></p><p><b>　　附表1 器材清單</b></p><p>