项目八 三人表决器制作

项目8三人表决器主讲王启洋项目样机项目目标知识目标1、了解组合逻辑电路的分析方法和设计方法；2、掌握常用集成组合逻辑部件的功能和应用。技能目标1、认识集成组合逻辑电路引脚图及功能；2、学会集成组合逻辑电路的应用；3、能制作表决器电路；4、能分析和排除电路中的故障。项目介绍三人表决器有3个可以操作的表决按钮，分别代表A、B和C三个人。进行表决操作时，如果听到音乐声且绿灯亮，则表示通过；如果没有音乐声，只有红灯亮，则表示否决。在三人表决器中，使用了集成二进制译码器74LS138、集成逻辑门74LS20和音乐芯片等电路。任务1认识组合逻辑电路知识链接1组合逻辑电路认一认组合逻辑电路用EWB软件仿真组合逻辑电路任务1认识组合逻辑电路知识链接1组合逻辑电路1.在组合逻辑电路中，任意时刻的输出状态只取决于该时刻输入状态的组合，而与电路原来状态无关。2.组合电路中没有触发器，全部由门电路组成。组合逻辑电路特点任务1认识组合逻辑电路知识链接2组合逻辑电路分析与设计学一学组合逻辑电路的分析1.由组合电路写出表达式；2.化简和变换表达式；3.列真值表；4.根据真值表确定逻辑功能。任务1认识组合逻辑电路做一做组合逻辑电路分析实例写出组合电路的输出表达式、列真值表、电路功能任务1认识组合逻辑电路1.逐级写出输出表达式2.化简、转换3.列真值表BCACABYBCACABBCACABY任务1认识组合逻辑电路ABCYABCY000100001101010110011111真值表4.电路功能00001111任务1认识组合逻辑电路学一学组合逻辑电路设计1.确定输入和输出，用0和1表示状态；2.列真值表；3.写与或表达式；4.化简和变换；5.画逻辑图。任务1认识组合逻辑电路做一做设计组合逻辑电路例：有红、黄和绿三盏交通灯，正常工作时只有一盏灯亮。试设计一个组合逻辑电路，指示交通灯的错误显示。1.列真值表A、B、C=1，灯亮A、B、C=0，灯灭Y=1，有错Y=0，无错任务1认识组合逻辑电路ABCYABCY000100001101010110011111真值表2.写表达式ABCCABCBABCACBAY11111000任务1认识组合逻辑电路3.化简BCACABCBAY4.画逻辑图（全用与非门）BCACABCBAY变换任务1认识组合逻辑电路做一做判断组合逻辑电路1.什么叫组合逻辑电路？有什么特点？2.写出下图电路输出Y1、Y2和Y3。任务2集成编码器知识链接1编码器分类定义把符号或数码按规律编排，使其代表某种特定含义的过程，称为编码。能够实现编码操作的器件称为编码器。任务2集成编码器学一学二进制编码器二进制编码器功能任务2集成编码器1、框图任务2集成编码器输入输出输入输出Y2Y1Y0Y2Y1Y0I0000I4100I1001I5101I2010I6110I3011I71112、真值表任务2集成编码器3、表达式76542IIIIY76321IIIIY75310IIIIY输入输出输入输出Y2Y1Y0Y2Y1Y0I0000I4100I1001I5101I2010I6110I3011I7111任务2集成编码器76542IIIIY76321IIIIY4、逻辑电路图75310IIIIY任务2集成编码器学一学二—十进制编码器二—十进制译码器功能任务2集成编码器1、框图任务2集成编码器输入输出输入输出Y3Y2Y1Y0Y3Y2Y1Y0I00000I50101I10001I60110I20010I70111I30011I81000I40100I910012、真值表任务2集成编码器Y3=I8+I9Y2=I4+I5+I6+I7Y1=I2+I3+I6+I7Y0=I1+I3+I5+I7+I93、表达式做一做画出二-十进制编码器的逻辑电路图任务2集成编码器知识链接2集成编码器读一读优先编码器的功能是允许几个输入信号同时输入，而只对优先级别最高的一个输入信号进行编码，并输出对应的编码。优先编码器任务2集成编码器认一认集成二进制优先编码器74LS148引脚图任务2集成编码器输入信号输出信号控制信号任务2集成编码器74LS148优先编码器真值表任务2集成编码器认一认集成二―十进制优先编码器74LS147引脚图任务2集成编码器输入信号输出信号任务2集成编码器74LS147优先二—十进制编码器真值表任务3集成译码器知识链接集成译码器定义译码是编码的逆过程，它是将代码所表示的原意翻译出来。能实现译码功能的电路称为译码器。分类任务3集成译码器学一学集成二进制译码器74LS1381、框图任务3集成译码器2、74LS138引脚图任务3集成译码器输入信号A2A1A0输出信号控制信号任务3集成译码器　　　　　　　　　　　　　　　01270126012501240123012201210120AAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAYAAAY3、输出表达式任务3集成译码器4、真值表任务3集成译码器1、框图学一学集成二十进制译码器74LS42任务3集成译码器2、74LS42引脚图任务3集成译码器输入信号A3A2A1A0输出信号任务3集成译码器3、功能表任务3集成译码器做一做写出二―十进制译码器输出逻辑表达式任务3集成译码器实训操作用集成译码器实现逻辑函数做一做使用74LS138实现一位全加器1、设计一位全加器（1）真值表任务3集成译码器（2）表达式ABCCBACBACBASABCCABCBABCACO令A=A2、B=A1、C=A0与74LS138输出表达式比较74217421YYYYYYYYS76537653YYYYYYYYCO任务3集成译码器（3）逻辑图任务3集成译码器（1）将74LS138和74LS20插入数字电路实验箱的相应插座内。2、实训操作（2）按图连接电路。输入A、B和C接到逻辑输入开关；输出S和CO分别接LED指示灯。（3）测试全加器功能。检查电路无误后，按真值表操作开关A、B和C，检测逻辑功能。任务3集成译码器2S1.某车间有红、黄2个故障指示灯，用来指示3台设备的工作情况。当只有1台设备有故障时，黄灯亮；当2台设备有故障时，红灯亮；当3台设备都有故障时，红灯和黄灯都亮。试设计一个指示设备故障的电路。（1）全用与非门实现（2）用74LS138实现做一做使用74LS138实现逻辑功能任务3集成译码器2S2.试用74LS138和必要的门电路实现下列逻辑函数。（1）（2）CBCBACAY1BCACAY2任务3集成译码器2S3.试写出下图所示输出Y1、Y2和Y3。任务4集成显示译码器实训操作1：七段数码管引脚测试看一看七段数码管和数字显示屏2S1.外观任务4集成显示译码器2.显示字形3.引脚图任务4集成显示译码器4.内电路共阳极数码管共阴极数码管任务4集成显示译码器做一做判别LED七段数码管1、共阳、共阴及好坏判别找到3脚或8脚。用万用表按测量LED方法测量正、负极，判别共阳、共阴及好坏2、字段引脚判共阴：接地端和红表笔相接，黑表笔接七段引脚，判别a、b、c等七段共阳：电源端和黑表笔相接，红表笔接七段引脚，判别a、b、c等七段任务4集成显示译码器知识链接七段显示译码器数字显示系统组成任务4集成显示译码器2S1.七段显示译码器74LS48（TTL）（1）引脚图任务4集成显示译码器输入信号DCBA输出信号YaYbYcYdYeYfYg控制信号LTRBIRBOBI/试灯输入灭零输入灭灯输入和灭零输出驱动共阴极数码管任务4集成显示译码器（2）功能表任务4集成显示译码器2S2.七段显示译码器CD4511（CMOS）（1）引脚图任务4集成显示译码器输入信号DCBA输出信号YaYbYcYdYeYfYg控制信号LTBILE消隐锁定（2）功能表与74LS48类似试灯任务4集成显示译码器实训操作2七段显示译码器与数码管连接做一做2S1、连接电路任务4集成显示译码器2、功能测试（1）输入8421码观察数码管显示（2）输入伪码观察数码管显示任务4集成显示译码器做一做一位十进制键盘仿真2S任务5三人表决器制作电路识读三人表决器原理图2S1、电路框图任务5三人表决器制作电路识读三人表决器原理图2S2.电路原理图任务5三人表决器制作（1）表决按钮：S1、S2、S3，R1、R2、R3（2）表决逻辑控制：74LS138、74LS20（3）通过音响：9013、9014，R6、R7、R8；音乐芯片XC64、蜂鸣器Y（4）通过显示、否决显示：LED、R5、LED、R4　　　　　　　　　0127012601250123AAAYAAAYAAAYAAAY012012012012356735671GAAAAAAAAAAAAYYYYYYYYY任务5三人表决器制作3.三人表决电路分析不按S3、S2、S1：A2、A1、A0=1按下S3、S2、S1：A2、A1、A0=01G2GYY通过否决任务5三人表决器制作4.亮灯和声响工作过程否决YG1=1→V3导通发光YG2=0→V4截止熄灭V1截止→XC64的2脚失电→V2截止→Y无声通过YG1=0→V3截止熄灭YG2=1→V4导通发光V1导通→XC64的2脚得电→有音乐→V2导通→Y发声任务5三人表决器制作实训操作1元器件识别与检测2S1.集成电路任务5三人表决器制作2.音乐芯片3.电阻与LED与前面相同任务5三人表决器制作晶体管90139014管型及电极判别导电类型材料电极排列图质量判别4.三极管任务5三人表决器制作5.印刷线路板图任务5三人表决器制作6.蜂鸣器万用表R×1kΩ电阻挡测量蜂鸣器两引脚正常：发声损坏：无声7.按钮开关（常开触点）按下：闭合松开：断开任务5三人表决器制作元器件清单序号元器件名称规格数量代号备注1电阻器10kΩ3R1~R3棕黑黑红棕2电阻器300Ω2R4、R5橙黑黑黑棕3电阻器2kΩ1R6红黑黑棕棕4电阻器1kΩ1R7棕黑黑棕棕5电阻器43kΩ1R8黄橙黑红棕6三极管90141V17三极管90131V2任务5三人表决器制作8发光二极管5mmLED2V3、V4红、绿各一个9集成电路74LS1381IC110集成电路74LS201IC211音乐芯片XC641IC312蜂鸣器1Y13按钮开关3S1~S3常开14接线器2线1DY15印制电路板1任务5三人表决器制作元器件实物图任务5三人表决器制作实训操作2组装电路1.焊接前准备工作（1）清点组件（2）识别74LS138、74LS20引脚识别LED、三极管、XC64极性（3）万用表检测，记录色环电阻（4）识别按钮、蜂鸣器、电源插口引脚（5）按印制电路板找焊接位置、三极管、XC64、LED、蜂鸣器极性，元器件引脚整形任务5三人表决器制作2.焊接元件焊接工艺图任务5三人表决器制作焊接样机任务5三人表决器制作3.组装（1）印制电路板焊接好，连接电源导线；（2）使用集成电路测试仪，检测74LS138、74LS20，将集成电路插入相应插座；（3）调整稳压电源为+5V；（4）将+5V电源接至接线器，注意电源极性。任务5三人表决器制作实训操作3调试电路1.接通电源，红灯亮，无音乐;2.按下S1～S3任意一个按钮，红灯亮，无音乐，表决未通过;3.按下任意两个或三个按钮全部按下，绿灯亮，有音乐声，表决通过;4.排除故障（1）LED不亮（2）无音乐声响操作步骤任务5三人表决器制作5.电路测试7Y6Y5Y3Y开关状态74LS138输出YG1V3YG2V4V1音乐S1S2S3ubucue项目小结1.任意时刻输出仅取决于该时刻输入，而与电路以前状态无关的电路叫组合逻辑电。组合逻辑电路仅由门电路构成。2.学会组合电路的分析方法和组合电路的设计方法。3.常见集成组合逻辑电路有74LS148、74LS147、74LS138、74LS48/CD4511等。END谢谢！