• 五人人表决器 数字电路

     

    五人人表决器 数字电路

     

     

     

     

    Guangxi University of Science and Technology

     

    数字电子技术基础课程设计

     

     

     

    课程名称:       数字电子技术

     

    课题名称:        5人表决器                         姓    名:          庞兴文                           学    号:       201200402009                        院    系: 计算机学院通信工程专业                    专业班级:          通信121                         指导教师:           张雅兰                          完成日期:     2014年7月10日

     

     

     

     

    ①设计一个五人表决器。 ②通过灯亮来代表表决是否通过 二、设计要求

     

    ①学习使用八选一数据选择器芯片74LS151进行控制。

     

    ②当有三个或三个以上的人同意则通过,少于三个同意则被否决。 ③用红灯表示五人中亮灯的情况,用绿灯亮表示通过。

     

    本课程设计是在前导验证性认知实验基础上,进行更高层次的命题设计实验,要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识,解决电子线路中常见实际问题的能力,使学生积累实际电子制作经验,目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用

     

    用已学过的知识和对数字电子技术的基本理论,基本概念,基本方法和单元电路,逻辑部件的深入认识,而拓宽思路,扩大视野,进一步巩固,扩充所学知识,提高分析问题l和解决问题的能力。 (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。 (4)学习Altium designer软件

     

    四、设计思路

     

    (1)设计表决工作电路

     

    (2)设计不同开关控制数据选择器 (3)设计输出显示电路

     

    5.1、方案论证

     

     

     

    图5.1 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. 对逻辑电位进行数据选择。 3. 对选择后芯片的输出进行显示。 5.2、系统原理

     

    五人表决器,只要赞成人数大于或等于三,则表决通过。因此,只需将每位表决人的结果相加,判断结果值。设五个开关A、B、C、D、E作为表决器的五个输入变量,输入变量为逻辑1”时,表示表决者赞成,红灯亮;输入变量为“0”时,表示表决者不赞成,红灯不亮;输出逻辑1”时,表示表决通过,绿灯亮;输出逻辑“0”时,表示表决不通过,绿灯不亮;当表决器的五个输入变量中有3个以上(含3个)为1”时,则表决器输出为1”,此时绿灯就亮了。 表5.1  5人表决器真值表

     

    如果绿灯亮了,则表示表决通过,若绿灯不亮了,表示不通过。 5.3、主要仪器与设备

     

    集成电路:74LS151数据选择器两片  74LS04非门芯片一片  74LS32或门芯片一片

     

    软件:Multisim 11.0仿真软件   Altium Designer软件 其他  绿灯  开关 1、74LS151

     

    74LS151是互补输出的8选1数据选择器,选择控制端为C~A,按二进制译码,从八个数据D0~D7中,选择一个需要的数据送到输出端Y,

     

    G为使能端,低电平有效。引脚排布如图5.2所示,功能见表

     

    5.2.

     

     

     

    图5.2  74LS151引脚图

     

     

    r表5.2  74LS151功能表

     

    2、74LS04

     

    74ls04是带有6个非门的芯片,其引脚图及功能见图5.3及表5.3。

     

     

     

    图5.3  74LS04引脚图

     

    3、74LS32

     

    74LS32是有四个或门的芯片,其引脚图及真值表如下5.4图及表5.4所示。

     

     

     

    图5.4   74LS32引脚图 74LS32真值表:

     

     

     

    5.4 仿真

     

    仿真实验如图5.5和5.6所示:

     

    图5.5是灯亮的情况之一,如图,当有四人A B E同意,但C D反对时,最终结果是通过,这是真值表中11001的情况。

     

     

     

    图5.5

     

    图5.6则是灯不亮的情况之一,如图,当C E赞同,但A B D反对时,结果是否决的,这满足真值表中00101的情况。

     

     

     

    图5.6  5.5  原理图

     

    按照仿真图画出原理图,如下图5.7所示

     

     

     

    图5.7

     

    画好原理图后,生成PCB再焊接并调试便可得到所要设计的五人表决器。

     

     

     

    六、设计体会

     

    课程设计刚开始,拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于实验课,电路图要自己设计。静下心来,仔细分析题目,再加上指导老师的说明与与学长的帮助,心中才有了谱。将整个系统根据不同的功能化分成模块,再分别进行设计,逐个攻破,最后再将其整合即可。通过这次对五人表决器系统的设计,让我了解了multisim仿真软件基础知识以及Altium Designer软件的使用,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,我们必须在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。

    课程设计中经常会遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题,请教同学或老师是很好的做法,节省时间也会从别人上学到更多。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的,不同的人对问题的看法总有差异,我们可以从交流中获得不同的思路,其他人的设计一定有比你出色的地方,很好的借鉴,并在大家的商讨中选择最优方案最终一定会得到最好的设计方法。数字电子技术课程设计是配合电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。它不但能巩固我们已所学的电子技术的理论知识,而且能提高我们的电子电路的设计水平,还能加强我们综合分析问题和解决问题的能力,进一步培养我

     

    们的实验技能和动手能力,启发我们的创新意识几创新思维。

     

    整个课程设计过程我都很认真地完成了,对此,我总结了以下几点:第一本次课程设计加深了我对Altium Designer的进一步深入理解。第二,通过这次课程设计,使我受益颇多。了解到课程设计是开端,原理是关键,测试是必须。既巩固了课堂上学到的理论知识,又掌握了常用集成电路芯片的使用。在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法,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。