• 四人表决器

     

    四人表决器

     

     

    四人表决器

     

     

     

    摘  要

     

    本次设计的四人表决器,是投票系统中的客户端,是一种代表投票或举手表决的表决装置。表决时,与会议有关的人员只要按动各自表决器上“赞成”“反对”“弃权”的某一个按钮,荧光屏上即显示出表决结果。在四人表决器中四个人分别用手指拨动开关SW1,SW2,SW3,SW4来表决自己的意愿,如果对某决议不同意,个人就把自己的指拨开关拨到高电平(上方),同意就把指拨开关拨到低电平(下方)。有多少个人同意就有多少个LED灯亮;表决结果用数码管显示,如果决议通过那么数码管显示P;如果决议不通过那么数码管显示N。

     

    关键词:指拨开关、数码显示器、LED

     

     

     

    第一章 方案设计

     

    首先根据设计任务的要求建立输入、输出变量、并列出真值表、然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式,并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式,根据简化后的逻辑表达式,用标准器件构建逻辑电路,最后用实验验证设计的准确性。     基本功能:实现四人表决器的基本功能,少数服从多数。     拓展功能:1、当有人同意表决时,相应的LED灯亮。

     

    2、当有三到四人同意时,数码管显示P,表决通过。否则数码管显示N。

     

    图1 方案设计流程图

     

     

    第二章 电路设计及工作原理分析

     

    2.1 逻辑变量赋值

     

    设四人的意见为变量A、B、C、D,表决结果为函数Y。对于变量A、B、C、D设同意为1”;不同意为“0”。对于函数Y,设通过为1”;不通过为“0”

     

    2.2 真值表

    表2-1 四人表决器真值表

     

     

     

    由表2-1得: Y=BCD ACD AB ABCD

     

    2.3 卡诺图

    图2-1四人表决器卡诺图

     

    2.4 逻辑电路图

     

    由图3-2得:Y=ABD BCD ACD ABC或=∑m(7,11,13,14,15)

    图2-2   四人表决器逻辑电路图

    第三章 电路仿真

     

    本设计中采用的是Proteus7.5仿真软件。Proteus7.5是美国国家仪器(NI)有限公司推出的仿真工具,适用于基本的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。

     

    1、没人或一人到二人同意时,开关接高电平,数码管显示N,表决不通过。如图所示:

     

    在四人表决器中四个人分别用手指拨动开关SW1,SW2,SW3,SW4来表决自己的意愿,如果对某决议不同意,个人就把自己的指拨开关拨到高电平(上方),同意就把指拨开关拨到低电平(下方)。表决结果用数码管显示,如果决议通过那么数码管显示P;如果决议不通过那么数码管显示N。

    图3-1 两人同意,两个LED灯亮数码管显示N,表决不通过。

    2、三人到四人同意时,开关接低电平,数码管显示P,表决通过。如图所示:

    图3-2四人同意,四个LED灯亮,数码管显示P,表决通过。

    图3-3三人同意,三个LED灯亮,数码管显示P,表决通过。。

    第四章 电路搭接与调试

     

    根据图3-1的四人表决器电路原理图,把其中的单元电路进行组装,完成电路安装连接,接好电路后,接通电源,开始调试电路。

     

    接通电源时,拔动开关,  接通电源,开关拨至低电平,可以看到的是数码管显示N,LED灯不亮,没有决策者赞成,表示决议没有通过。

     

    调试情况如下图所示:

     

     

     

    图4-1 无人同意,开关接低电平

     

    接通电源,开关拨至低电平,可以看到的是数码管显示N,LED灯不亮,没有决策者赞成,表示决议没有通过。

    1、接通电源,一个开关拨至高电平,可以看到的是数码管显示N,一个LED灯亮,一个决策者赞成,表示决议没有通过。如图4-2所示:

     

    图4-2一人同意,一个开关拨至高电平

     

    2、接通电源,两个开关拨至高电平,可以看到的是数码管显示N,两个LED灯亮,两个决策者赞成,表示决议没有通过。如图4-3所示:

     

     

     

    图4-3 两人同意,两个开关拨至高电平

    3、接通电源,三个开关拨至高电平,可以看到的是数码管显示P,三个LED灯亮,三个决策者赞成,表示决议通过,如图4-4所示:

    图4-4 三人同意,三个开关拨至高电平

     

    4、接通电源,四个开关拨至高电平,可以看到的是数码管显示P,四个LED灯亮,四个决策者赞成,表示决议通过,如图4-5所示:

    图4-5四人同意,四个开关全部拨至高电平

    附录1 电路原理图

    附录2 元器件明细表

    附录3 集成芯片资料

     

    (1)74LS20芯片的管脚图

    说明:两个4输入与非门,内含2组4与非门 第一组:1,2,  4,5输入,6输出。 第二组:9, 10,12,13输入,8输出。 74LS20芯片真值表:

    附表1 74LS20芯片真值表