項目5 制作與調(diào)試組合邏輯電路

項目5制作與調(diào)試組合邏輯電路電子技術(shù)在電子技術(shù)中，電路分為兩類：模擬電路和數(shù)字電路。前面已經(jīng)介紹過模擬電路的相關(guān)內(nèi)容，從本項目開始介紹數(shù)字電路。數(shù)字電路又分為兩類:組合邏輯電路和時序邏輯電路。組合邏輯電路的特點是不具有記憶功能，即輸出變量的狀態(tài)只取決于該時刻輸入變量的狀態(tài)，與電路原來的輸出狀態(tài)無關(guān)。剖析

1.知識目標（1）各種進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換；（2）邏輯門電路的基本使用方法及應(yīng)用；（3）組合邏輯電路的分析和設(shè)計方法；（4）電子產(chǎn)品從元器件檢測、電路設(shè)計、電路組裝到功能調(diào)試的制作工序。2.技能目標（1）會根據(jù)集成電路手冊查閱74LS00和74LS10的引腳功能；（2）能熟練選擇、檢測元器件；（3）能正確使用常用儀器儀表及工具書；（4）能熟練在面包板或萬能電路板或?qū)嵱柶脚_搭建硬件電路；（5）能準確進行智能聲光控節(jié)電開關(guān)電路、電子表決器電路、電梯呼叫系統(tǒng)電路的故障分析和排除故障。目標3.素養(yǎng)目標（1）具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神，善于尋找解決問題的方法，具備克服困難的毅力；（2）具備健康管理能力，即注意安全用電和勞動保護，同時注重6S的養(yǎng)成和環(huán)境保護；（3）具有團隊意識及妥善處理人際關(guān)系的能力，小組成員間要做好分工協(xié)作，注重溝通和能力訓練；（4）建立“文化自信”，引導建立“節(jié)約型”工作理念。目標項目5

制作與調(diào)試組合邏輯電路任務(wù)5.1

制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)任務(wù)5.3

制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)目錄CONTENTS0103任務(wù)5.2

制作與調(diào)試電子表決器電路02任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)1思考與提升任務(wù)小結(jié)任務(wù)實施方案創(chuàng)新任務(wù)考核任務(wù)分析知識鏈接任務(wù)導入任務(wù)導入通常在公共場所的照明控制電路是，白天或光線較強的場合即使有較大的聲響也控制燈不亮，晚上或光線較暗時遇到聲響（如說話聲，腳步聲等）后燈自動點亮，然后延時（時間可以設(shè)定）自動熄滅，適用于樓梯，走廊等只需短時照明的地方。這次課的任務(wù)就是制作一個智能聲光控節(jié)電開關(guān)，它可以直接取代普通照明開關(guān)而不必更改原有照明線路。任務(wù)分析智能聲光控節(jié)電開關(guān)電路使用了數(shù)字集成電路CD4011、光敏電阻、傳聲器、晶閘管等元器件。在夜晚無光照并有聲音的條件下，CD4011輸出觸發(fā)信號使晶閘管觸發(fā)導通，燈點亮，延時后會自動熄滅。在白天有光照時，即使有聲音信號，CD4011也無觸發(fā)信號輸出，所以燈不亮。該電路可靠性高、外形美觀、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、制作容易，可用作公共場所的照明控制，從而達到節(jié)約用電的目的。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識5.1.2基本邏輯門電路5.1.3集成邏輯門電路任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接模擬信號：在時間上和幅值上連續(xù)的信號。對模擬信號進行傳輸、處理的電子線路稱為模擬電路。1.數(shù)字信號和模擬信號的區(qū)別數(shù)字信號：在時間上和幅值上不連續(xù)的（即離散的）信號。對數(shù)字信號進行傳輸、處理的電子線路稱為數(shù)字電路。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識2.數(shù)字電路的特點（1）數(shù)字信號簡單，只有兩個值（0或1），在電路中容易實現(xiàn)，數(shù)字電路研究的是輸入信號的狀態(tài)和輸出信號的狀態(tài)之間的邏輯關(guān)系；（2）數(shù)字電路易于集成化；（3）數(shù)字電路抗干擾能力強，工作可靠穩(wěn)定；（4）可對信號進行算術(shù)運算和邏輯運算；（5）數(shù)字集成電路產(chǎn)品系列多、通用性強、成本低。。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識十進制 數(shù)碼：0-9； 基數(shù)：10； 運算規(guī)律：逢十進一，即：9＋1＝10；

表示方法：(255)10

、255D（D可?。?通用形式：

3.數(shù)制

任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識二進制

數(shù)碼：0、1；

基數(shù)：2；

運算規(guī)律：逢二進一，即：1＋1＝10；

表示方法：(101)2、101B

權(quán)展開式：

任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識八進制 數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7； 基數(shù)：8； 運算規(guī)律：逢八進一，即：7＋1＝10； 表示方法：(71)8、71O 權(quán)展開式：

任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識十六進制 數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F； 基數(shù)：16； 運算規(guī)律：逢十六進一，即：F＋1＝10； 表示方法：(E1)8、E1H 權(quán)展開式：

表5-1幾種不同數(shù)制的對照表任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識（1）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)方法：將非十進制數(shù)按權(quán)展開后相加，即得到等值的十進制數(shù)。例：簡便算法：將為1的那些位的位權(quán)直接相加即可。4.數(shù)制的轉(zhuǎn)換任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識（1）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)方法：將非十進制數(shù)按權(quán)展開后相加，即得到等值的十進制數(shù)。練習：簡便算法：將為1的那些位的位權(quán)直接相加即可。4.數(shù)制的轉(zhuǎn)換任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識方法：整數(shù)部分采用基數(shù)連除法，先得到的余數(shù)為低位，后得到的余數(shù)為高位。小數(shù)部分采用基數(shù)連乘法，先得到的整數(shù)為高位，后得到的整數(shù)為低位。（2）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)【例】將十進制數(shù)25轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。25D=11001B解：225余1K0122余0K162余0K232余1K312余1K40任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識（2）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)解：采用“除2取余”法，具體的過程為解：采用“乘2取整”法，具體的過程為任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識（3）二進制數(shù)與八進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)方法：由于3位二進制數(shù)構(gòu)成1位八進制數(shù)。因此只需用3位二進制數(shù)表示對應(yīng)的1位八進制數(shù)即可完成二進制數(shù)與八進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識八進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)方法：將八進制數(shù)的每一位用3位二進制數(shù)表示出來即為對應(yīng)的二進制數(shù)。通過除2取余法，得到二進制數(shù)，對每個八進制為3個二進制，不足時在最左邊補零。

任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識（4）二進制和十六進制的相互轉(zhuǎn)換

二進制轉(zhuǎn)十六進制方法：由于4位二進制數(shù)構(gòu)成1位十六進制數(shù)。因此只需用4位二進制數(shù)表示對應(yīng)的1位十六進制數(shù)即可完成二進制數(shù)與十六進制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識十六進制轉(zhuǎn)二進制方法：將十六進制數(shù)的每一位用4位二進制數(shù)表示出來即為對應(yīng)的二進制數(shù)。十六進制數(shù)通過除2取余法，得到二進制數(shù)，對每個十六進制為4個二進制，不足時在最左邊補零。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識編碼：按一定的規(guī)律用數(shù)碼來表示信息。二值編碼：根據(jù)某種約定，用二進制代碼0和1來表示其它特定的數(shù)或文字。如：8421碼、余三碼、格雷碼、ASCII碼……碼制：編碼時遵循的規(guī)則。5.碼制任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識

常見的BCD碼有8421碼、5421碼、2421碼、余3碼等。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識8421BCD碼：用4個二進制位表示一個十進制位。從高位到低位的位權(quán)分別為：8、4、2、1比如：1001的BCD碼就是8+0+0+1=9，也就是9任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識8421碼與對應(yīng)十進制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換十分方便，按照編碼表逐字符轉(zhuǎn)換即可?！纠?-7】將十進制數(shù)473轉(zhuǎn)換為8421BCD碼。解：將4轉(zhuǎn)換為0100，7轉(zhuǎn)換為0111，3轉(zhuǎn)換為0011，所以十進制數(shù)473轉(zhuǎn)換為8421BCD碼為010001110011。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識練習：將十進制數(shù)473轉(zhuǎn)換為8421BCD碼401007011130011（473）10=（010001110011）8421BCD解：任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識在使用8421BCD碼時一定要注意：①BCD碼中的每個碼字和十進制數(shù)中的每個字符是一一對應(yīng)的，一個BCD碼整數(shù)部分高位的0和小數(shù)部分低位的0都不能省略；②有效的編碼僅有10個，即0000～1001。四位二進制數(shù)的其余6個編碼1010、1011、1100、1101、1110、1111不是有效編碼。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.1數(shù)字電路基礎(chǔ)知識【例5-10】分別用8421BCD碼、5421BCD碼、2421BCD碼和余3碼表示十進制數(shù)316.49。5.1.2基本邏輯門電路任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接門電路是用以實現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路，與基本邏輯關(guān)系相對應(yīng)。門電路主要有：與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門等。1.與門（1）“與”邏輯運算狀態(tài)表000010111010ABL邏輯表達式：L=A?B“與”邏輯關(guān)系指當決定某事件的條件全部具備時，該事件才發(fā)生。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路

設(shè)：開關(guān)斷開、燈不亮用邏輯“0”表示，開關(guān)閉合、燈亮用邏輯“1”表示。

(2)與門電路設(shè)：二極管的導通壓降為0.3伏。輸入A、B不全為“1”，輸出L

為“0”。輸入A、B全為高電平“1”，輸出L為“1”。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路即：有“0”出“0”，

全“1”出“1”（4）與門邏輯符號（3）與門邏輯關(guān)系任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路(5)常用與門集成電路芯片任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路（1）“或”邏輯運算“或”邏輯關(guān)系是指當決定某事件的條件之一具備時，該事件就發(fā)生。邏輯表達式：

L=A+B真值表000111110110ABL2.或門任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路

(2)或門電路輸入A、B全為高電平“1”，輸出L

為“1”。輸入A、B不全為“1”，輸出L

為“0”。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路(3)或邏輯關(guān)系：即：有“1”出“1”，

全“0”出“0”（4）或門邏輯符號任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路(5)常用或門集成電路芯片任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路（1）“非”邏輯運算

“非”邏輯關(guān)系是否定或相反的意思。邏輯表達式：L=A狀態(tài)表101AL03.

非門任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路（2）非邏輯門電路邏輯表達式：L=A非門的輸入、輸出電壓關(guān)系（3）非門邏輯符號任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.2基本邏輯門電路(4)常用非門集成電路芯片

4．復合邏輯門電路名稱邏輯表達式真值表邏輯符號邏輯功能與非門有0出1全1出0或非門有1出0全0出1與或非門與項為1結(jié)果為0其余輸出全為1

異或門異入出1同入出0同或門同入出1異入出05.1.3集成邏輯門電路任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接集成門電路使用注意事項：1.在使用集成門電路時，首先要根據(jù)工作速度、功耗指標等要求，合理選擇邏輯門的類型。然后確定合適的集成門型號。在許多電路中，TTL和CMOS門電路會混合使用，因此，要熟悉各類集成邏輯門電路的性能及主要參數(shù)的數(shù)據(jù)范圍。由于產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)廠家不同，不同型號的產(chǎn)品，乃至同一型號產(chǎn)品的主要參數(shù)都有很大的差異，使用時應(yīng)以產(chǎn)品說明書為準。2.在TTL和CMOS門電路混合使用時，無論是TTL門驅(qū)動CMOS門，還是CMOS門驅(qū)動TTL門，都必須做到驅(qū)動門能為負載門提供符合要求的高、低電平和足夠的輸入電流。3.集成門電路多余的輸入端在實際使用時一般不懸空，主要是防止干擾信號串入，造成邏輯錯誤。對于CMOS門電路是絕對不允許懸空的。因為CMOS管的輸入阻抗很高，更容易接受干擾信號，在外界靜電干擾時，還會在懸空的輸入端積累高電壓，造成柵極擊穿。多余輸入端的處理一般有以下幾種方法：任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.3集成邏輯門電路輸出端不能接電源或地；同一芯片的相同門電路可并聯(lián)使用，可提高驅(qū)動能力；CMOS輸出接有大電容負載時，在輸出端和電容間要接一個限流電阻。任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)知識鏈接5.1.3集成邏輯門電路任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)任務(wù)實施1.認識集成電路2.檢測元器件3.元器件安裝與接線4.調(diào)試與檢測電路通電檢測。在有、無聲音和有、無光照四種組合情況下檢測CD4011集成邏輯電路的各腳電位。條件電位（V）有聲有光

有聲無光

無聲有光

無聲無光

表5-13

不同情況下CD4011的各腳電位任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)任務(wù)實施5.收獲與總結(jié)序號掌握的技能學會的知識出現(xiàn)的問題處理方法1

2

3

心得體會：表5-14

收獲與總結(jié)任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)創(chuàng)新方案任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)任務(wù)考核表5-15

任務(wù)綜合評價任務(wù)名稱

姓名

組號

考核內(nèi)容考核標準扣分標準自評得分組間互評得分職業(yè)素養(yǎng)（20分）工具擺放、著裝等符合規(guī)范（2分）操作工位衛(wèi)生良好，保持整潔（2分）嚴格遵守操作規(guī)程，不浪費原材料（4分）無元器件損壞（6分）無用電事故、無儀器損壞（6分）工具擺放不規(guī)范，扣1分；著裝等不符合規(guī)范，扣1分；操作工位衛(wèi)生等不符合要求，扣2分；未按操作規(guī)程操作，扣2分；浪費原材料，扣2分；元器件損壞，每個扣1分，扣完為止；因用電事故或操作不當而造成儀器損壞，扣6分。人為故意造成用電事故、損壞元器件、損壞儀器或其他事故，本次任務(wù)計0分。

元器件檢測（10分）能使用儀表正確檢測元器件正確填寫表4-2數(shù)據(jù)不會使用儀器，扣2分；元器件檢測方法錯誤，每次扣1分；數(shù)據(jù)填寫錯誤，每個扣1分。

裝配（20分）元器件布局合理、美觀（10分）布線合理、美觀，層次分明（10分）元器件布局不合理、不美觀，扣1～5分；布線合理、美觀，層次不分明，扣1～5分；布線有斷路，每處扣1分；布線有短路，每處扣5分。

調(diào)試（30分）能使用儀器儀表檢測，能正確填寫表5-13數(shù)據(jù)，并排除故障，達到預(yù)期的效果。一次調(diào)試成功，數(shù)據(jù)填寫正確，得30分；填寫數(shù)據(jù)不正確，每處扣1分；在老師的幫助下調(diào)試成功，扣5分，調(diào)試不成功，得0分。

團隊合作（10分）主動參與，積極配合小組成員，能完成自己的任務(wù)。（5分）參與完成自己的任務(wù)，得5分；參與未完成自己的任務(wù)，得2分；未參與未完成自己的任務(wù)，得0分。

能與他人共同交流和探討，積極思考，能提出問題，能正確評價自己和他人。（5分）交流能提出問題，正確評價自己和他人，得5分；交流未能正確評價自己和他人，得2分；未交流未評價，得0分。

創(chuàng)新能力（10分）能進行合理的創(chuàng)新。（10分）有合理創(chuàng)新方案或方法，得10分；在老師的幫助下有創(chuàng)新方案或方法，得6分；無創(chuàng)新方案或方法，得0分。

最終成績

教師評分

任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)思考與提升任務(wù)5.1制作與調(diào)試智能聲光控節(jié)電開關(guān)任務(wù)小結(jié)1.集成邏輯門電路有兩大系列：TTL系列和CMOS系列。2.集成邏輯門電路引線的編號判斷方法：把標志置于左端，逆時針轉(zhuǎn)向自下而上順序讀出序號。3.CMOS集成電路使用時輸入端不能懸空，存放時要用金屬將引腳端接起來或用金屬盒加以屏蔽，電源不能接反也不能超壓；連接好電路之后，才可通電，不能帶電改裝電路。任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路2思考與提升任務(wù)小結(jié)任務(wù)實施方案創(chuàng)新任務(wù)考核任務(wù)分析知識鏈接任務(wù)導入任務(wù)導入大家都知道，我們生活中常見的會議表決器。在一些比賽中，如果我們聽到一聲鈴響，并且看到表示“晉級”的燈亮起來，說明比賽成績有效，那么這個電路是怎么設(shè)計并制作出來的呢？嘗試制作一個關(guān)于比賽的電子表決電路。任務(wù)分析設(shè)計一個關(guān)于比賽的電子表決電路。設(shè)比賽有4個裁判，當多數(shù)人（3人或4人）同意時，表示晉級，否則淘汰，要求用與非門實現(xiàn)。這是一個組合邏輯電路的設(shè)計問題，組合邏輯電路是指在任何時刻，輸出狀態(tài)只決定于同一時刻各輸入狀態(tài)的組合，與電路以前狀態(tài)無關(guān)。通過電子表決器電路的設(shè)計幫助同學們掌握組合邏輯電路的分析和設(shè)計方法。任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法5.2.2組合邏輯電路的基本知識任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路任務(wù)4.2組裝與調(diào)試穩(wěn)壓電路5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接1.邏輯代數(shù)的的基本公式和基本定理表5-16

邏輯代數(shù)基本公式和基本定律任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接2.邏輯函數(shù)的表示方法（1）真值表真值表表示邏輯函數(shù)各個輸入變量取值組合和函數(shù)值對應(yīng)關(guān)系的表格。真值表最大的特點是直觀的表示輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系。（2）邏輯表達式邏輯表達式是用與、或、非等運算表示邏輯函數(shù)中各變量之間邏輯關(guān)系的代數(shù)式。邏輯表達式的特點是直觀簡單，便于化簡。任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接

任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接（3）邏輯圖

用規(guī)定的邏輯符號連接表示各變量之間的邏輯關(guān)系，就可以畫出表示函數(shù)關(guān)系的邏輯圖。任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接（4）波形圖

將輸入變量所有的可能的取值與對應(yīng)的輸出按時間順序依次排列起來畫出的時間波形，稱為函數(shù)的波形圖，或時序圖。任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接3.邏輯函數(shù)的化簡

任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.2.1邏輯函數(shù)的表示及化簡方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接

并項法：

解：

相項法：

15.2.2組合邏輯電路的基本知識任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接1.組合邏輯電路的概念

其特點是任一時刻的電路輸出信號僅取決于該時刻的輸入信號，而與信號作用前電路原來所處的狀態(tài)無關(guān)。5.2.2組合邏輯電路的基本知識任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接2.組合邏輯電路的分析方法1.根據(jù)已知電路，寫出輸出端的邏輯表達式2.邏輯表達式，并進行化簡3.列出真值表

輸入輸出ABCY000100100100011010001010110011114.分析電路的邏輯功能。

Y和A、B的邏輯關(guān)系為

與非運算的關(guān)系。任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識2.組合邏輯電路設(shè)計方法任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識【例5-24】用與非門設(shè)計一個舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有3個裁判，一個主裁判和兩個副裁判。杠鈴完全舉上的裁決由每一個裁判按一下自己面前的按鈕來確定。只有當兩個或兩個以上裁判判明成功，并且其中有一個為主裁判時，表明成功的燈才亮。成功主裁判副裁判副裁判失敗任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識解：（1）分析命題，列真值表。設(shè)主裁判為變量A，副裁判分別為B和C；表示成功與否的燈為Y，根據(jù)邏輯要求列出真值表任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識（2）由真值表寫出輸出表達式。找出真值表中輸出函數(shù)為1的各行，在其對應(yīng)的變量組合中，變量取值為0的用反變量，變量取值為1的用原變量，用這些變量組成與項，構(gòu)成基本的乘積項；然后將各個基本乘積項相加，就得到對應(yīng)的邏輯函數(shù)表達式。輸入輸出ABCY00000010010001101000101111011111

任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識(3)利用公式法化簡邏輯函數(shù)，得到最簡輸出邏輯表達式為轉(zhuǎn)換為與非門表示為任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識(4)畫邏輯圖。任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路知識鏈接5.2.2組合邏輯電路的基本知識任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路任務(wù)實施1.識讀芯片引腳2.設(shè)計電子表決器電路1）寫出真值表。根據(jù)要求寫出輸入、輸出量及高低電平的含義，并寫出真值表。2）寫出輸出表達式。由真值表寫出輸出表達式。3）邏輯變換。對表達式進行化簡，并根據(jù)設(shè)計要求對最簡表達式進行邏輯變換。4）畫出邏輯電路圖。按要求完成電子表決器，并填寫下表。檢查內(nèi)容學生完成情況出現(xiàn)的問題問題是否解決輸入、輸出量及高低電平的含義

是否真值表

是否輸出表達式

是否邏輯電路圖（可以附活頁紙）

是否任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路任務(wù)實施3.識別元器件4.檢測元器件5.元器件安裝與接線6.調(diào)試與檢測電路

驗證電路的邏輯功能，記錄在表5-27中。ABCDY

ABCDY0000

1000

0001

1001

0010

1010

0011

1011

0100

1100

0101

110

10110

111

00111

111

1表5-27

驗證電路功能記錄表任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路任務(wù)實施7.收獲與總結(jié)序號掌握的技能學會的知識出現(xiàn)的問題處理方法1

2

3

心得體會：表5-28

收獲與總結(jié)任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路創(chuàng)新方案任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路任務(wù)考核表5-29

任務(wù)綜合評價任務(wù)名稱

姓名

組號

考核內(nèi)容考核標準扣分標準自得分組間互評分職業(yè)素養(yǎng)（20分）工具擺放、著裝等符合規(guī)范（2分）操作工位衛(wèi)生良好，保持整潔（2分）嚴格遵守操作規(guī)程，不浪費原材料（4分）無元器件損壞（6分）無用電事故、無儀器損壞（6分）工具擺放不規(guī)范，扣1分；著裝等不符合規(guī)范，扣1分；操作工位衛(wèi)生等不符合要求，扣2分；未按操作規(guī)程操作，扣2分；浪費原材料，扣2分；元器件損壞，每個扣1分，扣完為止；因用電事故或操作不當而造成儀器損壞，扣6分。人為故意造成用電事故、損壞元器件、損壞儀器或其他事故，本次任務(wù)計0分。

元器件檢測（10分）能使用儀表正確檢測元器件正確填寫表5-26、表5-27數(shù)據(jù)不會使用儀器，扣2分；元器件檢測方法錯誤，每次扣1分；數(shù)據(jù)填寫錯誤，每個扣1分。

裝配（20分）元器件布局合理、美觀（10分）布線合理、美觀，層次分明（10分）元器件布局不合理、不美觀，扣1～5分；布線合理、美觀，層次不分明，扣1～5分；布線有斷路，每處扣1分；布線有短路，每處扣5分。

調(diào)試（30分）能使用儀器儀表檢測，能正確填寫數(shù)據(jù)，并排除故障，達到預(yù)期的效果。一次調(diào)試成功，數(shù)據(jù)填寫正確，得30分；填寫數(shù)據(jù)不正確，每處扣1分；在老師的幫助下調(diào)試成功，扣5分，調(diào)試不成功，得0分。

團隊合作（10分）主動參與，積極配合小組成員，能完成自己的任務(wù)。（5分）參與完成自己的任務(wù)，得5分；參與未完成自己的任務(wù)，得2分；未參與未完成自己的任務(wù)，得0分。

能與他人共同交流和探討，積極思考，能提出問題，能正確評價自己和他人。（5分）交流能提出問題，正確評價自己和他人，得5分；交流未能正確評價自己和他人，得2分；未交流未評價，得0分。

創(chuàng)新能力（10分）能進行合理的創(chuàng)新。（10分）有合理創(chuàng)新方案或方法，得10分；在老師的幫助下有創(chuàng)新方案或方法，得6分；無創(chuàng)新方案或方法，得0分。

最終成績

教師評分

任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路思考與提升1.74LS00是

輸入與門，內(nèi)部有

個與非門；2.74LS20是

輸入與非門，內(nèi)部有

個與非門；3.與非門的運算規(guī)則是

。任務(wù)5.2制作與調(diào)試電子表決器電路任務(wù)小結(jié)74LS20中的4輸入與非門只能用到3個輸入端，對于多余的輸入端可采用以下方法中的一種處理：懸空；接高電平，即通過限流電阻與電源相連接；與使用的輸入端并聯(lián)使用。74系列集成電路屬于TTL門電路，其輸入端懸空可視為輸入高電平；CMOS門電路的多余輸入端禁止懸空，否則容易損害集成電路。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)3思考與提升任務(wù)小結(jié)任務(wù)實施方案創(chuàng)新任務(wù)考核任務(wù)分析知識鏈接任務(wù)導入任務(wù)導入在高樓林立的現(xiàn)代，電梯在我們的生活中無處不在，為我們的出行提供了便利快捷，本次任務(wù)嘗試設(shè)計并制作一套簡易電梯呼叫系統(tǒng)。任務(wù)分析設(shè)計并制作一套簡易電梯呼叫系統(tǒng)。假設(shè)有9層樓層，每一層樓設(shè)置一個按鈕，如需要乘坐電梯時，按下按鈕。若多層同時呼叫時，只響應(yīng)最高層的呼叫，并顯示所響應(yīng)的樓層。在數(shù)字電路中處理的數(shù)據(jù)均為二進制數(shù)，利用編碼器對9個按鈕進行編碼，樓層的顯示采用數(shù)碼管實現(xiàn)，數(shù)碼管需要顯示譯碼器驅(qū)動。因此簡易電梯呼叫系統(tǒng)由4部分組成，即呼叫按鈕、編碼器、譯碼器和數(shù)碼顯示管。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.1加法器5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)5.3.3譯碼器5.3.3數(shù)據(jù)選擇器任務(wù)4.2組裝與調(diào)試穩(wěn)壓電路5.3.1加法器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接1.半加器半加器是實現(xiàn)兩個一位二進制數(shù)相加求和，并向高位進位的邏輯電路。特點是不考慮來自低位的進位。真值表

任務(wù)1.1識別與檢測二極管5.3.1加法器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接

任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.1加法器2.全加器全加器是實現(xiàn)兩個一位二進制數(shù)相加，同時考慮低位相本位的進位的電路。真值表

任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.1加法器任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.1加法器四位串行進位的加法器如圖所示，每位相加必須等低一位的進位信號產(chǎn)生后運行，因此運算速度比較慢，適合對工作速度不高的場合。任務(wù)1.1識別與檢測二極管任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.1加法器74HC283為具有超前進位的4位全加器，能夠?qū)崿F(xiàn)兩個4位二進制數(shù)加法，每位有一個和輸出，最后的進位C4由第4位提供。5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接1.二進制編碼器用n位二進制代碼對N=2n個信號進行編碼的電路叫二進制編碼器。用二進制代碼表示文字、符號或者數(shù)碼等特定對象的過程，稱為編碼。實現(xiàn)編碼功能的邏輯電路，稱為編碼器。5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接【例5-27】用非門和與非門，設(shè)計一個編碼器，將0～7這八個十進制數(shù)編成二進制代碼。

解：（1）確定輸入、輸出變量。根據(jù)8=23，編碼器有8個輸入端，分別用I0～I7表示，3個輸出端，用Y0、Y1、Y2表示。假設(shè)輸入端有編碼請求時信號為1，無編碼請求時信號為0，列出真值表。5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接三位二進制編碼器的真值表5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接

5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接（4）根據(jù)邏輯表達式是畫出邏輯圖5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接2.二-十進制編碼器二-十進制編碼器是指用四位二進制代碼表示一位十進制數(shù)（0～9）的編碼電路，也稱10線-４線編碼器，它有10個信號輸入端和4個輸出端。二-十進制編碼方案很多，最常用的8421BCD碼。5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接【例5-28】用非門和與非門，設(shè)計一個二-十進制編碼器，將0～9十進制數(shù)編成8421BCD碼輸出。解：（1）確定輸入、輸出變量。編碼器有10個輸入端，分別用I0～I9表示，4個輸出端，用Y0、Y1、Y2、Y3表示。假設(shè)輸入端有編碼請求時信號為1，無編碼請求時信號為0，列出真值表5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接二-十進制編碼器真值表5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接

5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接（4）畫出邏輯電路圖該電路要求任何時刻只允許一個輸入端有信號輸入，其余輸入端無信號，否則，電路不能正常工作。輸入變量之間有一定的約束關(guān)系。5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接3.優(yōu)先編碼器

優(yōu)先編碼器事先對所有輸入信號進行優(yōu)先級別排序，允許兩位以上的輸入信號同時有效；但任何時刻只對優(yōu)先級最高的輸入信號編碼，對優(yōu)先級別低的輸入信號則不響應(yīng)，從而保證編碼器可靠工作。

廣泛應(yīng)用于計算機的優(yōu)先中斷系統(tǒng)、鍵盤編碼系統(tǒng)中。

常用的集成優(yōu)先編碼器芯片有10線-4線、8線-3線兩種。8線-3線優(yōu)先編碼器有74LS148，10線-4線優(yōu)先編碼器有74LS147、CC40147等。5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接74LS148是8線－3線優(yōu)先編碼器，將8條數(shù)據(jù)線（0～7）進行3線（4-2-1）二進制（八進制）優(yōu)先編碼，即對最高位數(shù)據(jù)線進行譯碼。利用選通端

（EI

）和輸出選通

端（EO）可進行八進制擴展。5.3.2編碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接74LS148功能真值表

5.3.3譯碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接譯碼是編碼的逆操作，就是把二進制代碼轉(zhuǎn)換成高低電平信號輸出，實現(xiàn)譯碼的電路稱為譯碼器。譯碼器同時也是數(shù)據(jù)分配器，即將單個數(shù)據(jù)由多路端口輸出。常用的譯碼器有二進制譯碼器、二-十進制譯碼器和顯示譯碼器。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器1.二進制譯碼器

如果譯碼器的輸入的二進制代碼為N位，輸出的信號個數(shù)為2N，這樣的譯碼器被稱為二進制譯碼器，也稱為N線-2N線譯碼器。2-4線譯碼器邏輯圖2-4線譯碼器功能真值表任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器

任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器（3）列出邏輯表達式（4）畫出邏輯電路圖任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器

集成二進制譯碼器74LS138a）74LS138引腳圖b）74LS138邏輯符號任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器74LS138的功能真值表

任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器2.二-十進制譯碼器

把二-十進制代碼翻譯成10個十進制數(shù)字信號的電路，稱為二-十進制譯碼器。二-十進制譯碼器的輸入是十進制數(shù)的4位二進制編碼（BCD碼），分別用A3、A2、A1、A0表示；輸出的是與10個十進制數(shù)字相對應(yīng)的10個信號，用Y9～Y0表示。由于二-十進制譯碼器有4根輸入線，10根輸出線，所以又稱為4線-10線譯碼器。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器74LS42是二—十進制譯碼器，也稱BCD譯碼器，它的功能是將輸入的一位BCD碼(四位二元符號)譯成10個高、低電平輸出信號。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器74LS42的功能真值表當輸入端出現(xiàn)1010～1111六組無效數(shù)碼時，輸出端全為高電平。若將最高位A3看做使能端，該電路可做3線-8線譯碼器使用。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器3.顯示譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中，常常需要將譯碼輸出顯示成十進制數(shù)字或其它符號。因此，希望譯碼器能直接驅(qū)動數(shù)字顯示器，或者能同顯示器配合使用，這種類型的譯碼器稱為顯示譯碼器。用來驅(qū)動各種顯示器件，從而將用二進制代碼表示的數(shù)字、文字、符號翻譯成人們習慣的形式直觀地顯示出來的電路，稱為顯示譯碼器。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器

LED數(shù)碼管將十進制數(shù)碼分成七段，每一段都是一個發(fā)光二極管，七個發(fā)光二極管有共陰極和共陽極兩種接法。前者某一段接高電平時發(fā)光，后者某一段接低電平時發(fā)光。數(shù)碼管任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器常用的集成顯示譯碼器任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器7段顯示譯碼器74LS48是輸出高電平有效的譯碼器

任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器74LS48功能真值表當A3A2A1A0=0000～1001時，輸出控制LED數(shù)碼管顯示0～9。例如A3A2A1A0=0011時，a～g=1111001，輸出顯示十進制的“3”。當A3A2A1A0=1010～1111時，輸出為穩(wěn)定的非數(shù)字信號。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.3譯碼器

74LS48中還設(shè)置了一些輔助端任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.4數(shù)據(jù)選擇器四路數(shù)據(jù)輸入端一路數(shù)據(jù)輸出端

數(shù)據(jù)選擇器又叫多路轉(zhuǎn)換器，能根據(jù)輸入的地址信號，從多路數(shù)據(jù)輸入中選擇與地址信號所對應(yīng)的一路傳送到輸出，其功能類似單刀多擲開關(guān)，通過開關(guān)的轉(zhuǎn)換，把輸入信號D3、D2、D1、D0中的一個信號傳送到輸出端。任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.4數(shù)據(jù)選擇器8選1數(shù)據(jù)選擇器74LS15174LS151引腳圖

任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)知識鏈接5.3.4數(shù)據(jù)選擇器74LS151真值表

任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)任務(wù)實施1.識別元器件2.檢測元器件表5-44

74LS147優(yōu)先編碼功能檢測74LS147優(yōu)先編碼功能檢測，將測試結(jié)果填入表5-44中。輸入輸出1111111111

0×××××××××

10××××××××

110×××××××

1110××××××

11110×××××

111110××××

1111110×××

11111110××

111111110×

任務(wù)5.3制作與調(diào)試簡易電梯呼叫系統(tǒng)任務(wù)實施3.數(shù)碼顯示電路的裝配4.譯碼功能測試表5-45譯碼功能測試結(jié)果譯碼功能測試，并將輸入端