四人表决器

项目训练课程：数字逻辑题目：四人表决器专业：网络工程班级：13-3班姓名：黄腾飞学号：1320020306指导教师：闫孝姮学期：2014-2015学年第1学期辽宁工程技术大学《数字逻辑》项目综合训练成绩评定表评定标准评定指标标准评定分值得分单元电路及整体设计方案合理性1正确性1创新性1仿真是否进行仿真1技术指标或性能符合设计要求1有完成结果2设计报告格式正确1内容充实1语言流畅1标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小项或三小项合格，视为总成绩合格。总成绩日期2014年10月29日《项目综合训练》任务书一、综合训练题目四人表决器二、目的和要求1、目的是熟悉中、小规模集成电路功能，掌握不同类型门电路或集成电路实现“四人表决器电路”方法和工作原理。2、要求设计一个四人表决器，按少数服从多数规则，利用红白两种颜色灯代表是否通过；用门电路或中规模集成电路译码器或数据选择器完成控制任务；有研究方案比较，能够应用相关仿真软件绘制逻辑图。成果形式：提交实现方案的逻辑图和结果仿真。三、设计计划项目综合训练课下1周，课上1节。第1天：选题，查资料；第2天：方案分析比较，确定设计方案；第3～4天：电路原理设计与电路仿真；第5天：编写整理设计说明书。四、设计要求1.画出整体电路图。2.对所设计的电路全部或部分进行仿真，使之达到设计任务要求。3.写出设计说明书。指导教师：闫孝姮日期：2014年10月19日摘要NIMultisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，NIMultisim是一个完整的集成化设计环境。NIMultisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学员可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。四人表决器是时序逻辑电路基础知识的实际应用，而且在我们生活当中应用广泛。本次实验是要用数据选择器设计一个四人表决器，该表决器有赞成反对两项，服从少数服从多数原则。也就是说最少3人或者4人才能获得通过。结果通过时，绿灯亮起；未通过则不亮并利用NIMultisim对其原理图进行绘制和仿真。关键词：NIMultisim设计；数据选择器；四人表决器目录综述11方案设计与分析21.1方案选择与分析21.2数据选择器结构分析22电路设计框图及功能描述22.1电路设计框图32.2功能描述33电路原理设计及参数计算33.1表达式33.2真值表33.3卡诺图43.4电路元件44仿真分析54.1最后电路原理图54.2调试波形54.3调试结果分析75课程设计体会76参考文献8辽宁工程技术大学电子技术课程设计1综述随着如今各种比赛，选举，海选等活动的日益增多，表决器的应用也越来越广泛，简单好用的表决器能够得到使用者与相关商家的喜欢与追捧。表决器是投票系统中的客户端，是一种代表投票或是举手表决的装置。表决时，投票者只需要按照各自表决器上的“赞成”、“反对”、“弃权”的某一按钮，就可以表示自己表决的结果。目前表决器可分为有线表决器和无线表决器，其中有线表决器的使用已经比较少了，而无线表决器无需安装、方便等特性招人喜爱。表决时有常规表决：对会议各项议题进行“赞成”、“反对”、“弃权”表决。与会人员表决后，计算机可统计出各项议题的得票数及百分数。投票选择：投票选择表决：数字“0”至“9”，单选、多选等模式。若有选择问题的会议，某一问题有多个选项供大家选择，与会人员可按手持表决器的数字“1”至“9”，选择所支持的选项。与会人员选择后，计算机可统计出各选项的得票数及百分数。数字评分：用于人员工作成绩评定、投标评表、项目最终成果评定、干部考核评定选拔、招聘人员评定、知识竞赛等。利用题库功能，根据具体要求首先输入相应需评定内容，然后与会人员对评定内容，进行打分评定。对评分结果有多种计算方式，客户可设定，例如:是否去掉最高分、最低分等。民主评议：对工作人员的表现划分为：“优秀”，“好”，“一般”，“差”，“很差”，利用题库功能，首先输入评定内容，可对某人的多项表现分别进行评定，无线手持表决器有对应“优秀”，“好”，“一般”，“差”，“很差”，按键。黄腾飞：四人表决器21方案设计与分析1.1可选方案方案一：使用门电路；方案二：使用译码器；方案三：使用数据选择器；1.2方案分析与选择方案一需要的电子元件，与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门通常不是在同一个元件当中，需要多个COMS元件造价成本较高；方案二使用译码器还需要多个门电路，而且操作比较麻烦；方案三使用数据选择器所需要的元件较少，而且内部操作简单。2电路设计框图及功能描述2.1电路设计框图图2-1电路结构电源赞成反对表决处理结果赞成反对赞成反对赞成反对辽宁工程技术大学电子技术课程设计32.2功能描述接通电源之后，每个人根据面前的选择按钮可选赞成或反对，经过表决处理之后，多数人选通过则结果显示通过。3电路原理设计及参数计算3.1表达式Y=ABCD+ABCD’+ABC’D+AB’CD+A’BCD=Am3+A52+Am6+Am7+A’m7=Am3+A52+Am6+1m73.2真值表表3-1真值表ABCDY00000000100010000110010000101001100011111000010010101001011111000110111110111111黄腾飞：四人表决器43.3卡诺图CDAB000111100001111111101图3-13.4电路元件1、5V电源；2、双向开关；3、74HC151N_4V（图3-2）；4、绿色LED灯（图3-3）；5、464Ω电阻（图3-4）；6示波器（图3-5）图3-2图.3-3图3-4图3.5U174HC151N_4V~W6D04D13D22D31D415D514D613D712A11C9B10Y5~G7U2XSC1ABExtTrig++__+_辽宁工程技术大学电子技术课程设计54仿真分析4.1最后电路原理图（图4-1）图4-14.2调试波形（图4-2）图4-2黄腾飞：四人表决器64.3调试结果分析每次在通过的时候，波形于高位，不通过时候波形于低位。而且通过与不通过刚好与计划中的一样，说明该四人表决器工作正常。5课程设计体会在设计这个四人表决器之前，觉得这没有什么必要，从原理上看来是挺简单的。后来要开始做的，我先从电路上分析，根据课本上的知识，很快的就写出了四人，每个人赞成反对两票的表达式：Y=ABCD+ABCD’+ABC’D+AB’CD+A’BCD=Am3+A52+Am6+Am7+A’m7=Am3+A52+Am6+1m7。后来我用电脑查了下别人是怎么做的，发现表决器可以有“赞成”、“反对”、“弃权”三项。于是我就开始试着用怎么用数据选择器弄三项的表决器，思考了了一天没有想出来，我就用电脑查前辈的作品，发现没有单单使用数据选择器的，而是还有加法器，数据比较器等我们还没学过的知识。由于时间限制，我就放弃了这种三项选择的表决器。于是我的思路回归原来“赞成”、“反对”两项的表决器。于是我就开始使用Multisim模拟电路操作，用的是英文版，有好多东西都不知道那是什么，一边学习这个软件的操作，一边连接电路，第一次连接好了之后发现LED灯不亮，我开始检查哪里电路发生错误了，由于平时纸上画的电路图都是局部的，没有考虑到LED灯的使用，后来查了资料才知道LED灯正负极都要连接而我只连接了正极。这个排除了之后灯还是不亮，我使用的是5V的电压，74HC151N_4V的数据选择器，由于不知道这个4V是什么意思，我以为是输入电压，于是在这之前我给加了个电阻，使其电压能在4V，还是不亮。我把电阻去掉，在LED灯（1.66V，5mA）前加个电阻，这回是以5V电压计算，发现还是不行。我开始查资料，资料上说那是输出电压，于是我就以输出电压计算。这回阻值是对了，但是还是不亮，使用的是DIPSW这个开关，我把它改成SPST，然后电路就成功接通了。但是这个开关只有一个方向，说明了在选择的时候要么按下灯亮，要么不按。这样也不对劲，我就把开关改成SPDT，这回就有两个选项了。接下了还有一个是波形示波器，这个东西没有接触过，我问同学是哪个，同学知道是哪个但是不知道怎么接，也是查了资料才知道的。辽宁工程技术大学电子技术课程设计7经过复杂的过程终于把这个东西做好了，开始要写在文本上，没有写过，格式什么的都不知道知道，还好有老师给我格式要求。经过漫长的过程，终于完成任务。原来在纸上的东西没有经过仿真效果差别真的很大，经过这次的实验，我发现我的不足，也实实在在地感受到了本学期所学的知识究竟能让我们达到一个怎样的高度，做出什么样的产品。在此非常感谢我的老师，我会继续努力，不会让看好的人失望。黄腾飞：四人表决器8参考文献[1]康华光.《电子技术基础数字部分（第五版）》,[M]．北京：高等教育出版社,2006年.[2]金维香、谢玉梅.《电子测试技术》,[M]．长沙：湖南大学出版社,2004年.[3]杨碧石.《电子技术实训教程》,[M]．北京：电子工业出版社,2005年.[4]彭介华.《电子技术课程设计指导》,[M]．上海：高等教育出版社,2007年.[5]傅劲松．《电子制作实例集锦》[M]．福建科技技术出版社，2006年.