數(shù)電課程設(shè)計(jì)_五人表決器設(shè)計(jì)

1、數(shù)電部分五人表決器設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1設(shè)計(jì)一個(gè)五人表決器，通過(guò)紅綠兩種不同顏色的燈來(lái)代表表決是否通過(guò)，并用數(shù)碼管顯示出同意的人數(shù)。2使用74HC138譯碼器芯片進(jìn)行控制，按照少數(shù)服從多數(shù)的原則，多數(shù)人同意則通過(guò)，少數(shù)人同意則被否決。用綠燈亮表通過(guò)，紅燈亮表示否決。3學(xué)會(huì)根據(jù)已學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)具有某一特定功能的電路，學(xué)會(huì)基本電路的組裝與調(diào)試。二、方案設(shè)計(jì)與論證當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)，代表同意贊成，開(kāi)關(guān)沒(méi)有按下去時(shí)，表示不贊成。評(píng)委按照自己的意愿投票，選擇是否按下開(kāi)關(guān)，即選擇邏輯電位。對(duì)邏輯電位進(jìn)行譯碼，對(duì)譯碼后芯片的輸出進(jìn)行顯示。對(duì)于五人表決器，首先設(shè)五人分別為A B C D E ，設(shè)Y為表決的結(jié)果。其中

2、有三人或三人以上同意（同意用“1”表示，不同意用“0”表示）則綠燈亮 (綠燈用“1”表示)，紅燈亮(紅燈用“0”表示)。 五人表決器真值表輸入輸出ABCDEY000000000010000100000110001000001010001100001111010000010010010100010111011000011011011101011111100000100010100100100111101000101011101101101111110000110011110101110111111001111011111101111111如果綠燈亮了，則表示表決通過(guò)，若紅燈亮了，表示不通過(guò)。三、

3、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算芯片74HC138，是典型的集成譯碼器。它是3線-8線譯碼器，該譯碼器有3位二進(jìn)制輸入A B C,它們共有8種狀態(tài)的組合，即可譯出八個(gè)輸出信號(hào)，輸出為低電平有效。此外，還設(shè)置了3個(gè)使能端G1 G2A G2B，為電路的擴(kuò)展提供了方便。74HC138集成譯碼器功能表輸入輸出G1G2A非G2B非CBAY0非Y1非Y2非Y3非Y4非Y5非Y6非Y7非*H*HHHHHHHH*H*HHHHHHHHL*HHHHHHHHHLLLLLLHHHHHHHHLLLLHHLHHHHHHHLLLHLHHLHHHHHHLLLHHHHHLHHHHHLLHLLHHHHLHHHHLLHLHHHHHHLHHH

4、LLHHLHHHHHHLHHLLHHHHHHHHHHL74HC138外圍引腳分布圖芯片74HC139，是雙2線-4線譯碼器，它的輸出也是低電平有效，符號(hào)匡內(nèi)部的輸入、輸出變量表示其內(nèi)部的邏輯關(guān)系。74HC139 2-4線譯碼器真值表輸入輸出G非BAY0 非Y1非Y2非Y3非1*1111000011100110110101101011111074HC139 外圍引腳分布圖74LS161計(jì)數(shù)是一種最簡(jiǎn)單基本的運(yùn)算，計(jì)數(shù)器就是實(shí)現(xiàn)這種運(yùn)算的邏輯電路，計(jì)數(shù)器在數(shù)字系統(tǒng)中主要是對(duì)脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)數(shù)和控制的功能，同時(shí)兼有分頻功能。 計(jì)數(shù)器按計(jì)數(shù)進(jìn)制不同，可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、

5、其他進(jìn)制計(jì)數(shù)器和可變進(jìn)制計(jì)數(shù)器，若按計(jì)數(shù)單元中各觸發(fā)器所接收計(jì)數(shù)脈沖和翻轉(zhuǎn)順序或計(jì)數(shù)功能來(lái)劃分，則有異步計(jì)數(shù)器和同步計(jì)數(shù)器兩大類，以及加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器、加/減計(jì)數(shù)器等，如按預(yù)置和清除方式來(lái)分，則有并行預(yù)置、直接預(yù)置、異步清除和同步清除等差別，按權(quán)碼來(lái)分，則有“8421”碼，“5421”碼、余“3”碼等計(jì)數(shù)器，按集成度來(lái)分，有單、雙位計(jì)數(shù)器等等。74LS161是四位二進(jìn)制可預(yù)置同步計(jì)數(shù)器，由于它采用4個(gè)主從JK觸發(fā)器作為記憶單元，故又稱為四位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器，其集成芯片管腳如圖所示。74LS161管腳圖該計(jì)數(shù)器由于內(nèi)部采用了快速進(jìn)位電路，所以具有較高的計(jì)數(shù)速度。各觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)是靠時(shí)鐘脈沖信號(hào)

6、的正跳變上升沿來(lái)完成的。時(shí)鐘脈沖每正跳變一次，計(jì)數(shù)器內(nèi)各觸發(fā)器就同時(shí)翻轉(zhuǎn)一次，74LS161的功能表如表所示：74LS161邏輯功能表輸 入輸 出ETEPCPABCDQAQBQCQDLLLLLHLabcdabcdHHHH計(jì) 數(shù)HHL保 持HHL保 持由于74LS161的計(jì)數(shù)容量為16，即計(jì)16個(gè)脈沖，發(fā)生一次進(jìn)位，所以可以用它構(gòu)成16進(jìn)制以內(nèi)的各進(jìn)制計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)的方法有兩種：置零法（復(fù)位法）和置數(shù)法（置位法）。CD4511 引腳圖四、總原理圖及元器件清單1.Multisim 11.0原理圖：2.元件清單：元件序號(hào)型號(hào)主要參數(shù)數(shù)量備注V15V1電源S5開(kāi)關(guān)U7400N5非門U674HC1392V

7、1譯碼器U74HC1382V5譯碼器X2.5V2指示燈五、安裝與調(diào)試將設(shè)計(jì)好的電路在Multisim 11.0中繪制出來(lái)，在繪制時(shí)，注意各器件的選擇和使用，開(kāi)關(guān)應(yīng)選擇單刀雙置式開(kāi)關(guān)，共5個(gè)，開(kāi)關(guān)連線時(shí)應(yīng)保持處于斷開(kāi)狀態(tài)，不得提前接通電源。此外，接線時(shí)的走線，應(yīng)選擇合適的走線方式，使整個(gè)電路顯得清晰明確，盡量避免接線的來(lái)回交叉、或者繞遠(yuǎn)的走線方式。Multisim 11.0的使用也是一項(xiàng)非常復(fù)雜的事情，需要足夠的細(xì)心和耐心，一個(gè)很小的疏忽就容易接錯(cuò)線，而接線錯(cuò)誤就會(huì)造成仿真錯(cuò)誤，甚至仿真失敗。因此一定要注意仿真時(shí)的正確接線。六、性能測(cè)試與分析調(diào)試圖1 紅燈亮當(dāng)A、B、C、D、E中只有任意兩人或兩

8、人以下贊同時(shí)，紅燈亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示出同意人數(shù)2。調(diào)試圖2 綠燈亮當(dāng)A、B、C、D、E中有三人或三人以上一下贊同時(shí)，綠燈亮，同時(shí)數(shù)碼管顯示出同意人數(shù)3。七、結(jié)論與心得在數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的尾聲我認(rèn)識(shí)到，我們做好課程設(shè)計(jì)，需要認(rèn)真復(fù)習(xí)一個(gè)學(xué)期以來(lái)學(xué)過(guò)的內(nèi)容，需要翻閱課本知識(shí)才能確立實(shí)驗(yàn)方案，然后逐步進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)。我主要負(fù)責(zé)電路的模擬與仿真部分，在仿真過(guò)程中總會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，需要耐心地分析、解決。我知道“世上無(wú)難事，只怕有心人”，經(jīng)過(guò)我多日的不懈努力，我終于攻克了仿真過(guò)程中的大部分難題，成功地實(shí)現(xiàn)了仿真，基本達(dá)到了預(yù)期效果。通過(guò)這次的數(shù)電課程設(shè)計(jì)，我了解了五人表決器的制作過(guò)程及其工作原理，

9、通過(guò)和課本上的知識(shí)進(jìn)行比較對(duì)照，更加深刻地理解了74LS138、74LS139等相關(guān)知識(shí)。我還學(xué)會(huì)了模擬仿真軟件Multisim 11.0的安裝、漢化、及基本使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的模擬仿真，對(duì)今后的學(xué)習(xí)和生活會(huì)有很大的幫助，甚至可以不用去實(shí)驗(yàn)室就能在電腦上模擬完成一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。此外，我理解了設(shè)計(jì)數(shù)字電路時(shí)如何正確選取合適的元件，進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)了數(shù)字電路的工作原理和它的性能指標(biāo)。我們以前學(xué)的都是理論知識(shí)，僅僅能夠通過(guò)不多的幾次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)踐。這次課程設(shè)計(jì)之后，我認(rèn)識(shí)到只有自己深入到練習(xí)和實(shí)踐中去，才能真正地了解電路、認(rèn)識(shí)電路，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握理解。由于本次課程設(shè)計(jì)安排在期末考試前后，時(shí)間緊，任

10、務(wù)重，最后的設(shè)計(jì)結(jié)果難免存在一些問(wèn)題，例如我們?cè)敬蛩阒谱饕粋€(gè)計(jì)數(shù)器，用來(lái)計(jì)算電路中共有幾人同意，用74LS161、4511等相關(guān)芯片制做計(jì)數(shù)器并用數(shù)碼管顯示出來(lái)，在仿真中也進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但不知何故運(yùn)行時(shí)經(jīng)常發(fā)生錯(cuò)誤，計(jì)數(shù)器總是不能正常工作，由于時(shí)間緊，沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試，最終導(dǎo)致我們不得不刪掉這一部分。我會(huì)在以后的實(shí)踐活動(dòng)中認(rèn)真思考，好好改進(jìn)，吸取這次的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在實(shí)踐中得到鍛煉，在實(shí)踐中得以提高。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到不少東西，也得到了不少鍛煉。在做課程實(shí)際之前，從大處著眼，統(tǒng)籌兼顧的看問(wèn)題是必須的。首先的第一要?jiǎng)?wù)是將整個(gè)任務(wù)書綜合考慮，比如本次的五人表決器的設(shè)計(jì)，要綜合考慮各部

11、分的聯(lián)系，分塊設(shè)計(jì)，分塊設(shè)計(jì)中主要考慮各個(gè)設(shè)計(jì)電路與其他部分的聯(lián)系，各個(gè)部分電路功能的實(shí)現(xiàn)。最后是各部分電路的整體連接與調(diào)試。而且，我也從這次實(shí)驗(yàn)中學(xué)到了不少在書本中沒(méi)有的東西，明白了實(shí)踐與理論的結(jié)合的重要性，以及同學(xué)之間互相幫助、相互合作的重要性，更重要的是對(duì)整個(gè)電路各個(gè)元器件及其模擬仿真有了深刻的認(rèn)識(shí)，在遇到困難時(shí)運(yùn)用學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ūM力去解決各個(gè)難題，通過(guò)自己不懈的努力來(lái)達(dá)到目標(biāo)。八、參考文獻(xiàn)1康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）M.第五版.北京：高等教育出版社，2006.2康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）M.第五版.北京：高等教育出版社，20063. 韓廣興.電子元器件與實(shí)用電路基礎(chǔ)M 北京：電子工業(yè)出版社，20054. 趙