采用二输入与非门制作四人表决器.doc

四人表决器的设计一、 实验目的1、 了解和初步掌握EWB软件的基本操作方法以及练习做板。2、 通过实验，加深电路设计的概念以及了解计算机辅助设计分析的过程。3、 培养学生的创新能力以及理论知识的应用能力。 二、 实验器材+5V直流电源，8脚拨码开关2个、100电阻1个、10K电阻4个、1K电阻1个、74LS00 2个、发光二极管1个、万能板1个、导线若干等。三、 实验内容及步骤实验内容：本实验要求利用EWB软件完成对四人表决器的设计及仿真，表决规则是：多数胜少数负。此次仿真应有四个输入端口，一个输出端口。分别设置其A,B,C,D为输入端口，Y为输出端口。A,B,C,D全为1时则全票通过；A,B,C为1，D为0时Y为1；A,B,D为1，C为0时Y为1；A,C,D为1，B为0时Y为0；B,C,D为1，A为0时输出Y为1；当A,B,C,D全为1时，则Y=1。实验步骤：1、分析可知其真值表如下所示： ABCDY00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111图1：四人表决器真值表可得卡诺图为：AB CD00011011000000010001100001110111 根据卡诺图可分析：无人中任意三人或者四人通过则表决可以通过，故得到其逻辑表达式为Y=ABCD+ABCD+ABCD+A BCD+ ABCD=ABD+ACD+ABC+BCD =(AB+AC)D)+(B(AC+CD)=(AB)(AC)D)+(B(AC)(CD) =(AB)(AC)D)(B(AC)(CD)2、打开EWB软件，新建一个项目。3、在新建立的项目的基础上新建一个原理图文件。用软件绘制原理图如下所示： 图2：四人表决器原理图用EWB软件进行模拟，使A,B,C,D开关分别按照真值表进行开关，观察发光二极管的发光情况。模拟成功后再根据实验原理图连接实线，焊接的时候注意不要短路，根据实验要求控制逻辑开关，并记录发光二极管的发光情况，与理论的结果进行比较。四、 实验结果分析1、 根据图2进行仿真模拟时发现当分别置A,B,C,D全为接通时则发光二极管处于发光状态；A,B,C接通，D为断开时发光二极管处于发光状态；A,B,D为接通，C为断开时Y为发光状态；A,C,D为接通，B为断开时Y为发光状态；B,C,D为接通，A为断开时输出Y为发光状态；当有2个或2个以上开关打开时，发光二极管熄灭。2、 按照模拟电路连接好电路后进行测试，并连接8脚拨码开关的1,3,5,7号开关。但在测试过程中发现无论这4个开关怎么改变状态，发光二级管都是发光的。于是，我拆下了开关，直接用铜线代替开关，但发现结果依然不变。3、 发现问题后，我猜测是因为逻辑开关在电路中并不起作用，无论逻辑开关是1还是0，通过二极管的电压已经大于了它的阀值电压。此时打开电压源，用万用表测逻辑开关右侧的电压为1.2V左右，说明可能是因为后面的电路原因影响了逻辑开关的控制，导致A,B,C,D端全部输入为1。4、 经过认真思考，我把电路图改成如下图3所示的电路图。把原来A,B,C,D处得单刀单置开关换成单刀双掷开关，由于使用8脚拨码开关，即当1,3,5,7闭合而2,4,6,8断开时电路导通，当1,3,5,7开关断开儿2,4,6,8闭合时电路接地。 通过分析，我们得到了表决器输出的逻辑表达式，然后根据表达式完成了VOTE项目的设计，项目设计后仿真得到，A,B,C,D全为1时则全票通过；A,B,C为1，D为0时Y为1；A,B,D为1，C为0时Y为1；A,C,D为1，B为0时Y为0；B,C,D为1，A为0时输出Y为1；当A,B,C,D全为1时，则Y=1。五、 实验小结 作为初次使用软件EWB仿真的我，在完成实验的过程中仍存在着操作娴熟，操作失误等问题。在用WEB画图时，对于图标的识别不太熟练，连线过程中容易出现连接