设计三人表决电路.ppt
,分析编码器 2 认识译码器 3 设计组合逻辑电路 操作指导,看一看：三人表决电路,实物示意图,电路组成框图,图中有两个双四输入与非门CD4012和一个OC门，当三个按钮S1、S2、S3中有两个或两个以上闭合的时候，表示成功的灯就亮了。,元器件选择,表9-1 元器件明细表,任务 分析编码器,编码器是一种组合逻辑电路。组合逻辑电路是没有记忆功能的 ，其任何时刻的输出状态直接由当时的输入状态决定，而与电路前一个时刻的状态无关。 一、认识组合逻辑电路,二、组合逻辑电路的分析步骤,1由逻辑电路图写出逻辑函数表达式 2化简,3分析逻辑功能 表9-2 真值表 总结：组合逻辑电路的分析步骤,具有异或门的逻辑功能,B、C输入相同输出为“0”； B、C输入不同，输出为“1”,二、编码器,编码就是将符号或数码按一定的规律编排成一组组代码，并使每组代码具有一定的含义。 编码器能够完成数字编码的电路称为编码器。 常见编码器二进制编码器和二-十进制编码器 1二进制编码器是用n位二进制代码对2n个信号进行编码的电路 举例：三位二进制编码器逻辑图,由编码的逻辑电路可以得到Y2 、Y1 、Y0 的逻辑函数表达式：,Y0 = I1 + I3 + I5 + I7 Y1 = I2 + I3 + I6 + I7 Y2 = I4 + I5 + I6 + I7,在任何时刻，编码器只能对一个输入信号进行编码，可根据需要输入有效电平，可以输入高电平有效也可以输入低电平有效。,三位二进制编码器真值表,所以三位二进制编码器的输入端有8个，输出端有3个，集成三位二进制编码器称为8-3线编码器。,2二-十进制编码器将十进制数字09编成二进制代码的电路，叫做二-十进制编码器 Y3 = I8 + I9 Y2 = I4 + I5 + I6 + I7 Y1 = I2 + I3 + I6 + I7 Y0 = I1 + I3 + I5 + I7,输出端有4个,输入端有10个,输出的逻辑函数表达式：,编码器的真值表 如按下“I1”则I1输入为高电平，于是Y0输出为1，而Y3、Y2、Y1均输出为0,整个编码器输出为0001,如按下“I7”则Y2、Y1、Y0输出为1,Y3为0,整个输出为0111。,学习要点,1分析组合逻辑电路的步骤是： 2. 编码就是将符号或数码按一定的规律编排成一组组代码，并使每组代码具有一定的含义。能够完成编码的电路称为编码器。编码器有二进制编码器和十进制编码器等。,优先编码器,优先编码器能按信号的优先级别进行编码 常用CT74LS147型10/4线优先编码器 图9-7 CT74LS147的外形 T74LS147引脚排列,任务2 认识译码器一、译码器,译码器是将具有特定含义的二进制代码“翻译”成相应的输出信号，译码器和编码器互为逆过程。 常见的译码器有二进制译码器、十进制译码器和显示译码器等。 表9-6 2线4线译码器真值表 图9-9 2线4线译码器,二、译码器的功能 1二进制译码器 二进制译码器是将二进制代码的各种状态，按其原意“翻译”成对应的输出信号的电路。n位二进制代码有2n个取值组合，对应的输出信号就有2n个。 2二十进制译码器 将二十进制代码翻译成09十个十进制数信号的电路叫做二十进制译码器。通常也叫做4线10线译码器。,A、B是两个输入端、,Y3Y2Y1Y0是四个输出端,2线4线译码器示意图,下图为8421BCD码译码器逻辑图，输出低电平有效,当DCBA分别为00001001十个8421BCD码时，就可以得到8421BCD译码器的真值表 表9-7 8421BCD译码器真值表 例如：8421BCD译码器的输入端DCBA0000时，输出Y00,而Y1Y2Y91。Y0被译出。,2.数码显示器 分段数码显示器 半导体数码显示器 液晶显示器 荧光显示器 （1）半导体数码显示器（LED数字显示器） 图9-13 LED数字显示器 图9-14 LED数字显示器的外形图,分段数码显示器应用较为广泛,图9-12 七段显示器字形,1）LED数字显示器各引脚的功能为： 1a、b、c、d、e、f、g：字形七段输入端。 2VCC：电源。 3GND：接地端。 4dp：小数点输入端。 2）LED数字显示器内部发光二极管的接法有两种共阴极和共阳极接法，如图9-15所示。 （2）液晶显示器（LCD） LCD还具有显示柔和、字迹清晰、体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长等优点。,共阳极,共阴极,3.BCD七段显示译码器 举例：集成译码器CT74LS247的外形及引脚排列图 a） 外形图 b） 引脚排列 介绍：GND为接地端。+VCC为电源端，A3、A2、A1、A0为代码输入端， 、 、 、 、 、 、 为逻辑信号（译码）输出端， 为试灯端， 为灭灯端， 为清零端。 CT74LS247译码器的译码输出端分别与七段显示器的各段相连。,表9-8 CT74LS247译码器功能表,学习要点：,1译码器就是将具有特定含义的二进制代码按其原意“翻译”出来，并转换成相应的输出信号。 2常用的译码器有二进制译码器、二十进制译码器和显示译码器三类。 3分析各类译码器和识读常见集成译码器。,任务3 设计组合逻辑电路,一、两种加法器的逻辑符号图 半加器是用来完成两个一位二进制数求和的逻辑电路。不考虑来自低位的进位信号，所以有两个输入端、两个输出端。Ai、Bi为半加器的两个输入端，即加数和被加数；Si为本位相加的和，Ci为向高位的进位信号。 全加器是实现二进制全加的运算，它的特点是考虑来自低位的进位信号，能够完成被加数、加数和低位送来的进位数三者的相加。所以全加器有三个输入端：Ai、Bi、Ci-1；两个输出端：和数Si和向高位的进位Ci。,半加器的逻辑符号,全加器的逻辑符号,二、加法器设计方法,1半加器 设Ai、Bi为半加器的两个输入端，即加数和被加数；Si为本位相加的和，Ci为向高位的进位信号。根据半加器的运算要求，列出半加器的真值表,见表9-9 由真值表写出Si和Ci的逻辑函数表达式,表达式的写法：从表中找出输出为1的各行，把每行的输入变量写成乘积的形式，遇到0的输入变量加非号,画出逻辑电路图,2全加器 设全加器用Ai、Bi、Ci-1分别表示三个输入端，即被加数、加数和低位送来的进位数；两个输出端分别用Si、Ci表示和数和向高位的进位数。根据全加器的要求,列出全加器的真值表，如表9-10所示 由真值表写出逻辑表达式为：,化简逻辑表达式： 根据逻辑表达式，画出逻辑图,三、设计一个三人表决电路,要求：电路供A、B、C三个人投票表决使用，每人一个按键，赞成就按下按键，用“1”表示，不赞成就不按，用“0”来表示。当两人或两人以上同意时，才能通过，表决结果用发光二极管来指示，亮（通过）即“1”，不亮（不通过）即“0”。要求用“与非门”电路来实现该逻辑功能。 （1）由逻辑功能来列出真值表,（2）根据真值表写出逻辑函数表达式： （3）化简并变换成与非门的形式 （4）由逻辑函数表达式画出逻辑电路图,学习要点：,1半加器的特点是在运算时不考虑低位的进位，而全加器则除了把本位的两个数相加外，还要考虑低位送来的进位。全加器可由两个半加器和一个或门组成。 2组合逻辑电路的设计步骤：,操作指导,1.认识三人表决器电路结构及工作原理 工作过程：当有两个或两个以上的按钮按下时，A、B、C三点至少有两个是高电位，也就是至少有一个两输入端的与非门为低电位输出，此时三输入端的与非门为高电位，经过OC门ULN2003（集电极开路与非门, 采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器(SSR)等外接控制器件，也可直接驱动低压灯泡。）整形后输出低电位，发光二极管正向导通而发光。,装配示意图,2.安装电路 （1）查阅集成电路手册，熟悉CD4012和ULN2003集成电路各引脚，自已设计电路安装图。 （2）元件选择：见表9-1。 （3）元件检测、整形 （4）焊接与连线：焊接时先焊接好集成块座，再按集成块引脚顺序插入集成块。按钮的焊接要到位且焊接牢固。 3.调试与检测电路 （1）电路安装完毕后，对照电路原理图和装配图进行检查，仔细检查电路是否安装正确以及导线、焊点是否符合要求，检查发光二极管的极性是否安装正确。 （2）用万用表检测电源是否有问题 有无短路、断路现象，若发现故障，应仔细查找原因，排除故障点。,（3）确认无误后，按集成电路标记口的方向插好集成电路，然后通电测试。 将测量结果填入表9-12中。 （4）按测试要求完成测试过程，做好测试记录，并分析测量结果。 4.思考如果用两块CD4012和一块CD4011能否设计出三人表决器电路，试一试画出实物连接图。,表9-12 测试数据记录,
