五人表决器的数字电路课程设计

1数字电路课程设计报告书课题名称五人表决器的设计姓名陈泽学号********院、系、部物理与电信工程系专业电子信息工程指导教师********年**月**日2一、设计任务及要求：设计任务：①设计一个五人表决器。②通过两种不同颜色的灯来代表表决是否通过要求：①学习使用芯片74HC138进行控制。②多数人同意则通过，少数人同意则被否决。③用红灯亮表通过，绿灯亮表否决。指导教师签名：****年月日二、指导教师评语：指导教师签名：****年月日三、成绩验收盖章****年月日3五人表决器的设计1设计目的（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。2设计思路（1）设计表决工作电路（2）设计不同开关控制译码器（3）设计输出显示电路3设计过程3.1、方案论证图3.1五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.对逻辑电位进行译码。3.对译码后芯片的输出进行显示。3.2、系统原理对于五人表决器，首先设五人分别为ABCDE设Y为表决的结果。其中有三人或三人以上同意（同意用“1”表示，不同意用“0”表示）则红灯亮(红灯用“1”表示)，绿灯亮(绿灯用“0”表示)。表3.15人表决器真值表ABCDEYABCDEY000000100000000010100010000100100100000110100111001000101000001010101011按键选择译码显示输出4001100101101001111101111010000110000010010110011010100110101010111110111011000111001011011111011011101111101011111111111如果红灯亮了，则表示表决通过，若绿灯亮了，表示不通过。下面介绍系统所涉及的重要芯片。3.3、主要元件介绍芯片74HC138，是典型的集成译码器。它是3线-8线译码器，该译码器有3位二进制输入ABC,它们共有8种状态的组合，即可译出八个输出信号，输出为低电平有效。此外，还设置了3个使能端G1G2AG2B，为电路的扩展提供了方便。表3.274HC138集成译码器功能表输入输出G1G2A非G2B非CBAY0非Y1非Y2非Y3非Y4非Y5非Y6非Y7非*H****HHHHHHHH**H***HHHHHHHHL*****HHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL5U174HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5图3.274HC138外围引脚分布图芯片74HC139，是双2线-4线译码器，它的输出也是低电平有效，符号匡内部的输入、输出变量表示其内部的逻辑关系。表3.374HC1392-4线译码器真值表输入输出G非BAY0非Y1非Y2非Y3非1**11110000111001101101011010111110U2A74HC139DW_4V1Y041Y151Y261Y371A21B3~1G1图3.374HC139外围引脚分布图4仿真仿真实验如图4.1和4.2所示：图4.1是红灯亮的情况之一，如图，当有四人ABCE同意，但D反对时，最终结果是通过，这是真值表中11101的情况。6U174HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U274HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U374HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U474HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5J1Key=EJ2Key=DJ3Key=CJ4Key=BJ5Key=AU5A74HC139DW_2V1Y041Y151Y261Y371A21B3~1G1U6A7405NU7A7405NU8A7405NU9A7405NU10C7405NVCC5VX12.5VX22.5V图4.1表决通过的一种情况图4.2则是绿灯亮的情况之一，如图，当CE赞同，但ABD反对时，结果是否决的，这满足真值表中00101的情况。7U174HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U274HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U374HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5U474HC138D_2VY015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77A1B2C3G16~G2A4~G2B5J1Key=EJ2Key=DJ3Key=CJ4Key=BJ5Key=AU5A74HC139DW_2V1Y041Y151Y261Y371A21B3~1G1U6A7405NU7A7405NU8A7405NU9A7405NU10C7405NVCC5VX12.5VX22.5V图4.2表决被否决的一种情况5主要仪器与设备集成电路：74HC1383-8线译码器四片74HC1392-4线译码器一片仿真软件：Multisim11.0仿真软件其他红绿灯各一个开关五个6设计体会与建议6.1、设计体会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，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，我们必须再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。最后我们就可以开始软件的调试了，可以先通过仿真软件multisim11.0对我们程序施行仿真，最后进行硬件的焊接。这个过程让我学到了很多知识，比如像芯片功能方面的基础知识，还有multisim仿真软件的运用，同时也复习了以前学过的知识，像电路及数字电路等，最重要的是提高了自身的实践能力和进一步加深我对理论知识的认识。6.2、对设计的建议我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进8一步的进入状态，完成设计。参考文献[1].韩广兴等电子元器件与实用电路基础[M]北京：电子工业出版社2005年1月[2].蓝和慧宁武等全国大学生电子设计竞赛单片机应用技能精解[M]北京：电子工业出版社2009年4月[3].康光华.电子子技术基础（数字部分第五版）[M].北京：高等教育出版社.2004.[4].康光华.电子技术基础（模拟部分）[M].北京：高等教育出版社.2004[5].赵春华.电子技术基础（仿真实验）[M].北京：机械工业出版社.1998