实训任务5.1医院病房呼叫控制电路设计.pptx

实训任务5.1医院病房呼叫控制电路设计.pptx

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知识目标：

熟知编码器的基本功能和常见类型，理解优先编码器的工作特点，掌握利用编码器设计电路的方法。

理解译码器的功能，了解译码器的类型，掌握利用译码器设计电路的方法。

了解显示译码器的基本知识；掌握共阳、共阴七段显示数码管的相关内容；会利用常见显示译码器构成数码显示电路。

理解数据选择器的逻辑功能，理解数据选择器在多路数据传输、数据通道扩展及实现逻辑函数功能方面的应用。

能分析和设计用中规模集成芯片组成的逻辑电路。

项目5中规模组合逻辑电路的分析和设计,2023/6/18,1,技能目标：

能检测常见编码器的逻辑功能；会利用优先编码器设计典型的逻辑控制电路。

能检测常见译码器的逻辑功能；会利用译码器设计典型的逻辑控制电路。

能检测判断出七段显示数码管的管脚排列顺序；会利用显示译码器构成一位数码显示电路。

能利用常用的中规模集成芯片，设计简单、常用的功能电路。

项目5中规模组合逻辑电路的分析和设计,2023/6/18,2,工作任务：

验证编码器和译码器的逻辑功能。

用优先编码器74LS148设计医院病房呼叫控制电路。

用3线-8线译码器74LS138设计交通灯故障报警电路。

用3线8线译码器74LS138设计全加器。

七段显示译码电路的设计和调试。

用双4选1数据选择器74LS153设计全加器。

用8选1数据选择器74LS151设计四人多数表决器电路。

抢答器的设计与制作。

项目5中规模组合逻辑电路的分析和设计,2023/6/18,3,5.1医院病房呼叫控制电路设计5.1.1中规模组合逻辑电路的设计方法5.1.2编码器实训5-1：

优先编码器74LS148逻辑功能测试5.1.3医院病房呼叫控制电路的设计实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,实训任务5.1医院病房呼叫控制电路设计,2023/6/18,4,实训任务5.1医院病房呼叫控制电路设计,某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。

现要求当一号病室的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下，只有一号灯亮。

当一号病室的按钮没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。

当一、二号病室的按钮都没有按下而三号病室的按钮按下时，无论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。

只有在一、二、三号病室的按钮均未按下而四号病室的按钮按下时，四号灯才亮。

用优先编码器74LS148和门电路设计满足上述控制要求的逻辑电路。

5,2023/6/18,设计要求：

中规模集成器件设计组合逻辑电路“最合理”：

使用的中规模集成器件的片数最少，种类最少，而且连线最少。

设计步骤：

（1）根据给定事件的因果关系列出真值表

（2）由真值表写函数式（3）对函数式进行变换（4）画出逻辑图，并测试逻辑功能。

5.1.1中规模组合逻辑电路的设计方法,2023/6/18,6,常用的中规模集成器件主要有：

全加器、编码器、译码器、数据选择器等。

5.1.1中规模组合逻辑电路的设计方法,2023/6/18,7,编码：

用二进制代码表示文字、符号或者数码等某种信息的过程。

编码器：

完成编码功能的逻辑电路。

编码器种类按照输出代码不同分类：

二进制编码器、二十进制编码器；按照工作方式不同分类：

普通编码器和优先编码器。

5.1.2编码器,2023/6/18,8,1.普通编码器某一时刻只允许一个输入端为有效的输入信号。

二进制普通编码器的逻辑功能：

根据产生了有效电平（可能是高电平，也可能是低电平，视具体情况而定）的输入端的序号，在输出端产生一组对应的二进制编码。

5.1.2编码器,2023/6/18,9,3位二进制普通编码器输入是07等8个信号（“非号”表示低电平为有效的输入电平），输出是3位二进制代码Y2Y0。

又称为8线3线编码器。

5.1.2编码器,2023/6/18,10,逻辑图,逻辑函数表达式,当任何一个输入端为有效电平（本例为低电平有效）时，三个输出端的取值组成对应的3位二进制代码。

。

0时，输出的代码为“101”。

满足真值表,5.1.2编码器,2023/6/18,11,2、优先编码器允许同时输入几个输入信号，电路只对其中优先级别最高的一个输入信号进行编码。

5.1.2编码器,2023/6/18,12,8线3线优先编码器74LS148,

（1）选通输入端,

（2）编码输入端,（3）编码输出端,（4）选通输出端,和扩展端,5.1.2编码器,2023/6/18,13,

（1）选通输入端,

（2）编码输入端,（3）编码输出端,编码器才能正常编码,无论输入端如何，所有输出端均被封锁在高电平,优先权最高,优先权最低,5.1.2编码器,2023/6/18,14,表示“此片未工作”，输出=1，1。

当无有效编码信号输入时，输出=1，0。

表示“此片工作”，,当有有效编码信号输入时，输出=0，1。

2023/6/18,15,用两片74LS148接成的16线4线优先编码器,5.1.2编码器,2023/6/18,16,实训流程：

将16脚接5V；8脚接地；选通输入端接地或接5V；70接逻辑开关K8K1；接电平指示L3、L2、L1。

接电平指示L8、L7。

观察各输出端的状态。

实训5-1：

优先编码器74LS148逻辑功能测试,2023/6/18,17,74LS148的逻辑功能为：

_。

实训5-1：

优先编码器74LS148逻辑功能测试,2023/6/18,18,5.1.3医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,19,设计要求：

某医院有一、二、三、四号病室4间，每室设有呼叫按钮，同时在护士值班室内对应的装有一号、二号、三号、四号4个指示灯。

现要求当一号病室的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下，只有一号灯亮。

当一号病室的按钮没有按下而二号病室的按钮按下时，无论三、四号病室的按钮是否按下，只有二号灯亮。

当一、二号病室的按钮都没有按下而三号病室的按钮按下时，无论四号病室的按钮是否按下，只有三号灯亮。

只有在一、二、三号病室的按钮均未按下而四号病室的按钮按下时，四号灯才亮。

实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,20,

（1）实际问题转化为逻辑问题：

一、二、三、四号病室的按钮作为输入变量分别用X1、X2、X3、X4来表示，并且用“1”表示按钮按下，“0”表示按钮未按下；一号、二号、三号、四号4个指示灯作为输出变量分别用L1、L2、L3、L4来表示，“1”表示灯亮，“0”表示灯未亮。

（2）列出真值表。

1,X,X,X,1,0,0,0,0,1,X,X,0,1,0,0,0,0,1,X,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,1,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,21,（3）查阅资料，明确74LS148集成电路的引脚及其功能：

编码输入端有（优先权从高到低），电平有效，对应脚；编码输出端有，码输出，对应脚；其他输入控制脚有：

，正常工作时接电平；电源为脚；接地为脚。

低,反,4、3、2、1、13、12、11、10,6、7、9,低,16,8,2023/6/18,22,2023/6/18,23,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,（4）比较病房呼叫控制电路真值表与74LS148功能表确定输入端、输出端和控制端。

并画出病房呼叫控制电路的逻辑图。

输入端：

X1、X2、X3、X4分别经非门后输入至输出端：

经一定的门电路接至电平指示L1、L2、L3、L4。

控制端：

接低电平。

实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,24,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,25,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,26,控制电路的逻辑图,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,27,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,28,（5）根据逻辑图完成电路安装,控制电路的逻辑图,6、验证病房呼叫控制电路的逻辑功能（与真值表比较）。

实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,29,思考题：

为什么没有信号输入时此电路的L4灯仍亮？

如果没有信号输入时要使L4灯不亮，应如何修改电路？

实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,30,改进后的控制电路逻辑图,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,2023/6/18,31,实训5-2：

医院病房呼叫控制电路的设计,【练一练】电信局要对四种电话进行编码，其紧急的次序为火警电话、急救电话、工作电话和生活电话。

写出设计过程，并画出用优先编码器74LS148和必要的门电路实现的电路，并进行测试。