數(shù)電課程設(shè)計---八人表決器

1、<p><b>　　八人表決器</b></p><p>　　一、設(shè)計任務(wù) </p><p><b>　　八人表決器 </b></p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　設(shè)計一個8人表決器，表

2、決輸入采用自恢復(fù)按鍵（即點動后能夠自動復(fù)位的那種）表決結(jié)果用數(shù)碼管顯示：幾人同意，幾人反對，幾人棄權(quán)。</p><p><b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　設(shè)計思想</b></p><p>　　本次設(shè)計的八人表決器，是一種代表投票或舉手表決的表決裝置。表決時，投票人只要撥動各自表決器上“贊成”“反

3、對”“棄權(quán)”的按鈕，表決結(jié)果欄上即顯示出表決結(jié)果。</p><p><b>　　設(shè)計說明</b></p><p>　　在八人表決器中8個人操作三段撥碼開關(guān)來表示自己的意愿，如果對某決議同意，每人撥動撥碼開關(guān)的第一個滑鍵，不同意就撥動第二個滑鍵，棄權(quán)就撥動第三個滑鍵。表決結(jié)果通過數(shù)碼管顯示幾人同意，幾人反對，幾人棄權(quán)。</p><p>　　系統(tǒng)方

4、案與電路結(jié)構(gòu)框圖</p><p><b>　　表3.3.1</b></p><p>　?。ㄗⅲ罕碇小?”表示同意，“-”表示反對，“*”表示棄權(quán)。）</p><p>　　表格3.3.1中A0~A7分別代表八人的投票選擇，為表決器的輸入項，且順序不定。X，Y，Z則代表計數(shù)的結(jié)果，以十進制數(shù)表示，為表決器的輸出項。X，Y，Z所指的意義分別為&quo

5、t;同意","反對","棄權(quán)"?？紤]到八人表決器共有 種情況，因此在表3.3.1中沒有羅列全部情況。</p><p>　　按照以上表格的統(tǒng)計，進行如下的電路結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計。</p><p><b>　　圖3.3.1</b></p><p>　　圖3.3.1為八人表決器整體邏輯電路結(jié)構(gòu)框圖。首先表

6、決者通過自己的抉擇對開關(guān)進行操作，從而得到一系列高低電平信號，然后將信號送入到投票數(shù)的統(tǒng)計電路，通過該電路的計算，將計算結(jié)果送入到表決結(jié)果顯示電路。最后人們可以從表決結(jié)果顯示電路的數(shù)碼管上直觀地看到表決后的結(jié)果。</p><p>　　各部分電路原理圖的設(shè)計</p><p><b>　　4.1選擇開關(guān)電路</b></p><p>　　由于要表示同

7、意、反對和棄權(quán)三種狀態(tài)，所以電路上選擇三段撥碼開關(guān)作為輸入按鈕。三段撥碼開關(guān)的一端全部連接高電平，另一端按照同意、反對和棄權(quán)分別將信號送入到投票數(shù)的統(tǒng)計電路中。向AL1~PA3共24個輸入端輸入同意，反對的信號和棄權(quán)的信號。具體電路連接見下圖：</p><p><b>　　圖4.2.1</b></p><p>　?。ㄗⅲ簣D中“AL”代表同意，“AG”代表反對，“PS”

8、代表棄權(quán)。）</p><p>　　4.2投票數(shù)的統(tǒng)計電路</p><p>　　信號通過投票數(shù)的統(tǒng)計電路分別計算同意的信號值二進制數(shù)值，反對的信號值二進制數(shù)值和棄權(quán)的信號值二進制數(shù)值。已知74LS183雙全加器的功能是在半加器的基礎(chǔ)上，在將兩個多位二進制數(shù)相加時，除了最低位以外，每一位都考慮來自低位的進位，即將兩個對應(yīng)位的加數(shù)和來自低位的進位3個數(shù)相加。</p><p&g

9、t;　　投票統(tǒng)計電路按照同意，反對和棄權(quán)分為三個功能相同但表示不同的三個電路。由于功能是相同的，所以只解釋一個電路即可。具體電路連接見圖4.2.1。</p><p>　　第一步，對8個輸入信號利用2個74LS183對其兩兩相加得到4個兩位二進制數(shù)，即圖中的U12與U13。</p><p>　　第二步，利用1個74LS183（U14）組合成2位串行進位加法器，處理第一步得到的4個兩位二進制數(shù)

10、，計算得到1個三位二進制數(shù)；圖中U15完成的計算和U14相同。</p><p>　　最后利用1個半74LS183組合成3位串行進位加法器，處理第二步得到的2個三位二進制數(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成一個BCD碼。該BCD碼輸出到表決結(jié)果顯示電路。</p><p><b>　　圖4.2.1</b></p><p>　　圖中的電阻R的作用是：在該撥碼開關(guān)無輸入的

11、時候，將74LS183的輸入端下拉到地，以此使輸入的邏輯為0。 </p><p>　　4.3表決結(jié)果顯示電路</p><p>　　通過CD4511譯碼器將計算出來的BCD碼譯碼，并驅(qū)動共陰極數(shù)碼管進行顯示。</p><p><b>　　八人表決器仿真圖</b></p><p>　　使用Proteus7.0仿真軟件，

12、對八人表決器進行仿真。在圖5.1仿真中，一號和二號投票人選擇同意，三號、四號、五號投票人選擇反對，剩下的投票人選擇棄權(quán)。所以結(jié)果應(yīng)該是2人同意，3人反對，3人棄權(quán)。圖5.2顯示最后的投票人數(shù)結(jié)果。具體電路見圖5.1和圖5.2。</p><p><b>　　圖5.1</b></p><p><b>　　圖5.2</b></p><

13、;p><b>　　八人表決器原理圖</b></p><p>　　具體電路見圖6.1。</p><p><b>　　圖6.1</b></p><p>　　八人表決器PCB分層打印圖</p><p>　?。?）先設(shè)置板子尺寸為90mm*80mm，并設(shè)置電路板原點。然后按照電路板的</p>

14、;<p>　　外形，在禁止布線層上畫出電路板的邊緣。</p><p>　　（2）將原理圖的數(shù)據(jù)導入PCB圖紙中，然后進行布局。</p><p>　?。?）設(shè)置信號線寬為15mil，5V電源線選用35mil，電源地線線寬選擇</p><p>　　20mil-40mil，安全間距為默認的10mil。</p><p>　?。?）完成布

15、線后，先進行滴淚，然后進行覆銅。</p><p>　?。?）最后將禁止布線層轉(zhuǎn)為機械層。</p><p>　　本設(shè)計設(shè)計的是雙面板，具體電路見圖7.1,7.2和7.3：</p><p><b>　　圖7.1</b></p><p><b>　　圖7.2</b></p><p>

16、;<b>　　圖7.3</b></p><p>　　8. 所用到的元器件</p><p>　　雙進位保留全加器74LS183和CD4511功能表及引腳圖</p><p>　　9.1雙進位保留全加器74LS183</p><p>　　74LS183為兩個獨立的雙進位保留全加器，共有54/74H183,54LS183/74

17、LS183兩種線路結(jié)構(gòu)形式。其功能表和引腳圖見圖9.1.1和圖9.1.2。</p><p>　　圖9.1.1 圖9.1.2</p><p>　　9.2 七段碼譯碼器CD4511</p><p>　　CD4511 是一片 CMOS BCD—鎖存/7 段譯碼/驅(qū)動器，用于驅(qū)動共陰極LED</p&g

18、t;<p>　　（數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器。具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存</p><p>　　控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動</p><p>　　共陰LED數(shù)碼管。其真值表見圖9.2.1：</p><p><b>　　圖9.2.1</b></p><p>

19、;<b>　　四、設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　通過對表決器的的設(shè)計，仿真，實驗，終于完成了設(shè)計與制作表決器的流程，并達到了預(yù)期的效果，實現(xiàn)了八人投票表決器的功能。</p><p>　　在這次設(shè)計過程中，我遇到了很多問題。首先在設(shè)計原理圖時，需要扎實的理論知識，還要確保設(shè)計所需要的芯片和器件實驗室有。經(jīng)過翻閱課本，分析原理，請教實驗室的師兄和老師，最終確立了本

20、方案。</p><p>　　通過這次數(shù)字電路設(shè)計性實驗，讓我學到了很多，不僅鞏固了上學期學習的數(shù)字電路的知識，培養(yǎng)了我動手的能力，更開拓了我的思維，讓我學會了更全面的去思考，分析，解決問題，讓我懂得了對待科學必須要有認真，嚴謹?shù)膽B(tài)度。希望學院以后能多給我們這樣的實踐機會。</p><p><b>　　五、參考資料</b></p><p>　　[