五人人表决器-数字电路

1 Guangxi University of Science and Technology 数字电子技术基础课程设计数字电子技术基础课程设计 课程名称 课程名称 数字电子技术数字电子技术 课题名称 课题名称 5 5 人表决器人表决器 姓姓 名 名 庞兴文庞兴文 学学 号 号 201200402009201200402009 院院 系 系 计算机学院通信工程专业计算机学院通信工程专业 专业班级 专业班级 通信通信 121121 指导教师 指导教师 张雅兰张雅兰 完成日期 完成日期 20142014 年年 7 7 月月 1010 日日 2 目录 一 设计任务 3 二 设计要求 3 三 设计目的 3 四 设计思路 4 五 设计过程 4 六 设计体会 10 3 一 设计任务一 设计任务 设计一个五人表决器 通过灯亮来代表表决是否通过 二 设计要求二 设计要求 学习使用八选一数据选择器芯片 74LS151 进行控制 当有三个或三个以上的人同意则通过 少于三个同意则被否决 用红灯表示五人中亮灯的情况 用绿灯亮表示通过 4 三 设计目的三 设计目的 本课程设计是在前导验证性认知实验基础上 进行更高层次的命题 设计实验 要求学生在教师指导下独立查阅资料 设计 安装和调 试特定功能的电子电路 培养学生利用模拟 数字电路知识 解决 电子线路中常见实际问题的能力 使学生积累实际电子制作经验 目的在于巩固基础 注重设计 培养技能 追求创新 走向实用 用已学过的知识和对数字电子技术的基本理论 基本概念 基本方 法和单元电路 逻辑部件的深入认识 而拓宽思路 扩大视野 进 一步巩固 扩充所学知识 提高分析问题和解决问题的能力 1 熟悉集成电路的引脚及安排 2 掌握各芯片的逻辑功能及控制方法 3 学习 multisim11 0 仿真 4 学习 Altium designer 软件 四 设计思路四 设计思路 1 设计表决工作电路 2 设计不同开关控制数据选择器 3 设计输出显示电路 5 五 设计过程五 设计过程 5 15 1 方案论证 方案论证 按键选择数据选择器显示输出 图 5 1 五人表决器的结构框图 1 当按下开关时 代表同意赞成 开关没有按下去时 表示不赞成 评委按照自己的意愿投票 选择是否按下开关 即选择逻辑电位 2 对逻辑电位进行数据选择 3 对选择后芯片的输出进行显示 5 25 2 系统原理 系统原理 五人表决器 只要赞成人数大于或等于三 则表决通过 因此 只需将每位表决人的结果相加 判断结果值 设五个开关 A B C D E作为表决器的五个输入变量 输入变量为逻辑 1 时 表示表决者 赞成 红灯亮 输入变量为 0 时 表示表决 者 不赞成 红灯不亮 输出逻辑 1 时 表示表决 通过 绿 灯亮 输出逻辑 0 时 表示表决 不通过 绿灯不亮 当表决 器的五个输入变量中有3个以上 含3个 为 1 时 则表决器输出 为 1 此时绿灯就亮了 表 5 1 5 人表决器真值表 ABCDEYABCDEY 000000100000 000010100010 6 000100100100 000110100111 001000101000 001010101011 001100101101 001111101111 010000110000 010010110011 010100110101 010111110111 011000111001 011011111011 011101111101 011111111111 如果绿灯亮了 则表示表决通过 若绿灯不亮了 表示不通过 5 35 3 主要仪器与设备 主要仪器与设备 集成电路 74LS151 数据选择器两片 74LS04 非门芯片一片 74LS32 或门芯片一片 软件 Multisim 11 0 仿真软件 Altium Designer 软件 其他 绿灯 开关 1 74LS151 74LS151 是互补输出的 8 选 1 数据选择器 选择控制端为 C A 按二 7 进制译码 从八个数据 D0 D7 中 选择一个需要的数据送到输出端 Y G 为使能端 低电平有效 引脚排布如图 5 2 所示 功能见表 5 2 图 5 2 74LS151 引脚图 输入输出 数据选择选通 CBAG Y W XXXH10 1111D0D0 1101D1D1 1011D2D2 1001D3D3 0111D4D4 0101D5D5 0011D6D6 0001D7D7 8 表 5 2 74LS151 功能表 2 74LS04 74ls04 是带有 6 个非门的芯片 其引脚图及功能见图 5 3 及表 5 3 图 5 3 74LS04 引脚图 3 74LS32 74LS32 是有四个或门的芯片 其引脚图及真值表如下 5 4 图及表 5 4 所示 图 5 4 74 引脚图 9 74LS32 真值表 ABY 000 011 101 111 5 45 4 仿真仿真 仿真实验如图 和 所示 图 是灯亮的情况之一 如图 当有四人 A B E 同意 但 C D 反 对时 最终结果是通过 这是真值表中 11001 的情况 图 5 5 图 5 6 则是灯不亮的情况之一 如图 当 C E 赞同 但 A B D 反对 时 结果是否决的 这满足真值表中 00101 的情况 10 图 5 6 5 5 原理图 按照仿真图画出原理图 如下图 5 7 所示 图 5 7 画好原理图后 生成 PCB 再焊接并调试便可得到所要设计的五人 11 表决器 六 设计体会六 设计体会 课程设计刚开始 拿着选定的题目不知如何入手 毕竟课程设 计不同于实验课 电路图要自己设计 静下心来 仔细分析题目 再加上指导老师的说明与与学长的帮助 心中才有了谱 将整个系 统根据不同的功能化分成模块 再分别进行设计 逐个攻破 最后 再将其整合即可 通过这次对五人表决器系统的设计 让我了解了 multisim 仿真软件基础知识以及 Altium Designer 软件的使用 也 让我了解了关于控制系统设计的一般步骤和方法 要实现一个系统 简单的说如果要实现一个功能 都需要这样一个过程 首先是系统 原理上的设计 我们必须在阅读大量的文献的基础上 才能对整个 系统的基本原理有一个大体的了解 再对系统原理有了充分的认识 后 我们就可以开始系统软件的设计了 课程设计中经常会遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题 请教同学或老师是很好的做法 节省时间也会从别人上学到更多 在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的 不同的人对问 题的看法总有差异 我们可以从交流中获得不同的思路 其他人的 设计一定有比你出色的地方 很好的借鉴 并在大家的商讨中选择 最优方案最终一定会得到最好的设计方法 数字电子技术课程设计 是配合电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节 它不但能巩固我们已所学的电子技术的理论知识 而且能提高我们 12 的电子电路的设计水平 还能加强我们综合分析问题和解决问题的 能力 进一步培养我们的实验技能和动手能力 启发我们的创新意 识几创新思维 整个课程设计过程我都很认真地完成了 对此 我总结了以下 几点 第一本次课程设计加深了我对