项目10制作四人抢答器

项目10制作四人抢答器抢答器广泛应用于各种知识竞赛活动中，它具有抢答、锁存、数字显示、复位等功能，是一种典型的数字产品。3.了解编码器、译码器的基本功能知识目标5.了解RS、JK触发器的电路组成、特点、逻辑功能、触发方式4.了解常用数码显示器件的基本结构和工作原理1.掌握组合逻辑电路的分析方法和步骤2.了解组合逻辑电路的种类1．了解典型的集成编码、译码电路、常用触发器的引脚功能并能正确使用2．能分析设计抢答器电路并安装调试技能目标编码器组合逻辑电路分析与设计制作四人抢答器搭建三人表决器相关知识实训项目技能训练项目小结译码器数字显示器触发器译码、显示器编码器功能测试及应用触发器功能测试及应用1.组合逻辑电路的分析一.组合逻辑电路分析与设计2.组合逻辑电路的设计1.组合逻辑电路的分析组合逻辑电路的特点(1)从功能上(2)从电路结构上任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入不含记忆（存储）元件1.组合逻辑电路的分析已知逻辑电路分析逻辑功能►由逻辑电路写出逻函表达式；►化简逻辑函数►列真值表，►判断其功能。例：试分析图示电路的逻辑功能。解：(1)由输入端逐级向后递推列表达式，化简。分析步骤：任务1.组合逻辑电路的分析BAXABAAXYABBBXZABBABABBAAABBABAABBABAYZF)()(1.组合逻辑电路的分析(2)由逻辑函数表达式列出真值表ABF0000111011101.组合逻辑电路的分析(3)分析功能由逻辑函数表达式和真值表可知，输出与输入的关系是，输入端相同时输出为0，输入端不同时输出为1。所以本图由四个与非门组成的异或门。2.组合逻辑电路的设计已知逻辑功能设计实现电路设计步骤：►分析任务，确定输入输出变量，列真值表；►画出逻辑图并选择适当的器件实现功能。►写出逻函表达式并化简为适当的形式；任务例：设计一个三人表决电路，用与非门实现。解：(1)分析任务确定输入输出变量。设：分别用A、B、C代表三的意见，取值Y代表表决结果，Y=1，通过；0，未通过。ABCY00000101001110010111011110001101ABCCABCBABCAYABACBCABACBC&&&&CBAY(2)列真值表(3)写出逻辑函数并化简(4)画出电路二.编码器编码，就是按照一定规则用数码或符号表示特定对象的过程。日常生活中采用的是十进制编码，而数字电路中是采用二进制编码。能够实现编码功能的组合逻辑电路称为编码器。典型编码器8－3线编码器10－4线编码器1.8－3线编码器3位二进制编码器Y2Y1Y0I7I1I0I0I1I2I3I4I5I6I7Y0Y2Y3100000000100000000000001000001111♥任一时刻仅允许有一个输入端为高电平(有效）优先编码器输入输出I0I1I2I3I4I5I6I7Y2Y1Y0XXXXXXX1111XXXXXX10110XXXXX100101XXXX1000100XXX10000011XX100000010X100000000110000000000特点：允许同时输入两个以上的编码信号，但只对其中优先权最高的一个进行编码。（设I7优先权最高…I0优先权最低）2.10－4线编码器十进制数输入输出Y3Y2Y1Y00A000001A100012A200103A300114A401005A501016A601107A701118A810009A910013.典型编码器74LS148逻辑符号①集成8/3线优先编码器的端口和功能输入：1个低电平有效的使能控制ST8个低电平有效的开关量I0-I7，优先级依序为7-0输出：三位二进制编码输出Y2-Y0一个低电平有效的状态输出YEX，一个低电平有效的扩展输出Ys，功能：当使能有效时（ST=0）且有输入有效时（I0-I7中有0、）输出二进制码为输入端口序号的二进制反码，状态输出YEX有效（为0），Ys无效（为1）；当使能有效但没有有效输入（I0-I7都为1）时，状态输出YEX无效（为1），Ys有效（为0）。所以，Ys可以向低优先级的编码器传递使能控制权。②集成8/3线优先编码器的端口扩展3.译码器译码是编码的逆过程，它是将给定的二进制数码按照其原意翻译成具体特定信号。如输入学生学号，显示学生的名字；输入车号，显示车辆信息。能够实现译码功能的电路称为译码器。3－8线译码器10－4线译码器3－8线译码器1、结构：多输入、多输出输入：使能控制开关量（选通）若干个，n位二进制码A0-An-1，输出：N个开关量信号：Y0-YN-1（N=2n）。2、功能：当使能控制有效时（被选通），端口序号与输入的二进制码值相同的输出端为有效电平，指示了当前输入码，其他端口输出无效电平。一组输入码只能使唯一的一个输出有效（电平与其他输出端不同）。3、输出表达式：Yi（An-1~A0）=mi（使能控制有效时），每个输出信号是输入变量最小项。74LS13874138真值表输入使能选择输出G1A2A1A0×10×1010101010101010××××××0000010100111001011101111111111111111111111111101111110111111011111101111110111111011111101111110111111101234567YYYYYYYY2G四.数码显示器数码管数字显示器件是用来显示数码、文字或符号的器件，常用的数字显示器件有：荧光数码管、发光二极管数码管（LED）和液晶数码管。LED数码管数字显示译码器灭零控制功能的8位数码显示（4位整数、4位小数）当RBI=0且输入BCD码为0000时,灭零。整数部分的高位和小数部分的低位0灭显。整数部分最低位和小数部分最高位的0必须显示，RBI=1。五、触发器具有记忆功能的逻辑单元称为触发器。触发器是构成时序电路的基本单元。特点：☞具有两个稳定的状态“0”和“1”；☞根据需要可以置“0”、置“1”。分类：功能RSJKD；TT’结构基本RS同步RS主从型。边沿型1.基本RS触发器&&RDSDQQ(1)电路结构•两与非门交叉耦合而成。•两输入端RD、SD，两互补输出端Q、Q。•用Q端的状态表示触发器的状态。二、工作原理维持置00置11约束1*110110Qｎ00功能Qｎ+1RDSD(2)真值表RD—直接复位端。SD—直接置位端。0111100011111000100110010011001111≥1≥1QQSDRD或非门▶时序图QQSDRD状态不定▶动作特点输入信号时刻决定着输出状态。▶逻辑符号QQRDSDQQRDSD与非门或非门•结构简单。•输入信号存在约束。•电路每时每刻都接收输入信号。(3)优缺点2.同步RS触发器&RSQQ&&&CP(1)电路结构由基本RS触发器和导引门组成。(2)工作原理11100100Qn+1=00约束1＊Qn+1=11Qn+1=QnQnRS功能Qn+1CP01111100000111100001001011▶动作特点在CP＝0时，不接收输入信号，在CP＝1时才接收。输入信号决定触发器的翻转方向（状态），时钟脉冲决定触发器的翻转时刻，这是所有具有CP的触发器的共同特点。RDSD▶时序图RCPSQ干扰错误▶逻辑符号(3)缺点♪输入仍有约束♫抗干扰能力差QQRScp(4)改进为了提高可靠性，增强抗干扰能力，希望触发器的次态仅取决于CLK的下降沿（或上升沿）到来时的输入信号状态，与在此前、后输入的状态没有关系，即边沿触发器。3.边沿JK触发器SRQQQ输入输出功能RDSDCPJKQnn+101×××10直接置110×××01直接置000×××φφ不允许11↓00Qnn保持11↓0101置011↓1010置111↓11nQn翻转（计数）真值表符号引脚图特点：1.只在CP下降沿时刻状态才有变化2.有四种功能CPJKQQ边沿JK触发器波形图只在触发沿时刻输出才会发生变化4.D触发器常用集成D触发器:实训：制作四人抢答器项目一制作方向指示灯项目一制作四人抢答器抢答器原理图任务要求4.通电测试3.按原理图进行线路连接2.按原理图要求在电路板上布局1.元器件识别与检测：对照元件清单清点并检测所给元件一、组合逻辑电路的特点任何时刻输出的状态直接由当时的输入状态所决定，而与电路的原状态无关，不具备记忆功能二、组合逻辑电路的分析步骤由逻辑电路图写出逻辑表达式化简列出真值表由真值表分析电路的逻辑功能并加以说明项目小结三、组合逻辑电路的设计步骤根据实际问题确定输入输出变量列出相应的真值表由真值表列出逻辑表达式化简逻辑表达式根据化简得到的最简表达式按要求画出相应逻辑电路。四.编码器编码，就是按照一定规则用数码或符号表示特定对象的过程五.译码器译码是编码的逆过程，它是将给定的二进制数码按照其原意翻译成具体特定信号六.触发器具有记忆功能的逻辑单元称为触发器。触发器是构成时序电路的基本单元。分类：功能RSJKD；T结构基本RS同步RS主从型。边沿型结束