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通信专业论文
学校代码：
10128
组别：
10
专题设计实验报告
（
题目：
照明灯自动控制逻辑电路设计与实验
学生姓名：
孟强赵润东
专业：
通信工程
班级：
通信11-2班
指导教师：
房建东
二〇一三年六月
一、设计任务
照明灯自动控制逻辑电路与实验
（某建筑走廊有四个出入口,用中规模集成芯片,设计一个能在四个不同的地方独立控制灯的亮灭。
）
依据题意，得出函数与变量的关系：
设A,B,C,D为四个控制开关，1表示开关闭合,0表示开关断开.以Y表示灯的状态，设ABCD=0000时Y=0可得真值表如表1-1所示。
二、设计方案及论证
方案一运用小规模逻辑异或和同或器件实现
表1-1
A
B
C
D
Y
0
0
0
0
0
0
0
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1
1
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1
0
根据真值表可得逻辑函数式为
Y=AB´C´D´+A´BC´D´+A´B´CD´+A´B´C´D+ABCD´+ABC´D+AB´CD+A´BCD
=AD´（BC+B´C´）+A´D（B´C´+BC）+B´C（AD+A´D´）+BC´（AD+A´D´）
=（A´D+AD´）（BC+B´C´）+（A´D´+AD）（B´C+BC´）
=（A⊙D）（B⊕C）+（A⊕D）（B⊙C）
根据以上化简后的式子，可以画出如下逻辑图
实测接线图
1．仿真电路图
方案二运用中规模集成逻辑电路数据选择器实现
由表1-1得
Y=AB´C´D´+A´BC´D´+A´B´CD´+A´B´C´D+ABCD´+ABC´D+AB´CD+A´BCD
=A´B´C´D0+A´B´CD1´+A´BC´D2´+A´BCD3+AB´C´D4´+AB´CD5+ABC´D6+ABCD7´
设A0=A,A1=B,A2=C
D0=D3=D5=D6=DD1=D2=D4=D7=D´
A,B,C表示三个输入,D表示控制变量.
根据上式,可得如下逻辑电路图:
实测接线图
（利用八选一数据选择器实现）
2．仿真电路图
方案三运用小规模集成逻辑电路异或门实现
由表1-1得如下函数式:
Y=AB´C´D´+A´BC´D´+A´B´CD´+A´B´C´D+ABCD´+ABC´D+AB´CD+A´BCD
=AD´（BC+B´C´）+A´D（B´C´+BC）+B´C（AD+A´D´）+BC´（AD+A´D´）
=（A´D+AD´）（BC+B´C´）+（A´D´+AD）（B´C+BC´）
=A⊕B⊕C⊕D
A,B,C表示三个输入,Y表示输出,由上式可得如下逻辑电路图:
实测接线图
（用三个异或门连接的电路图）
仿真电路图
三结论
通过上述三种方案基本可以实现用四个相互独立的开关来实现对灯泡亮灭的控制。
虽然三种方案均可以实现电路的控制，但比较三种方案可以发现各自的优缺点，第一种方案原理简单，容易实现。
第三种方案主要是化简过程比较困难。
但是电路逻辑图清晰易懂。
第二种方案结合前两种方案的优点，运用数据选择器既能轻松化简函数式，又能清楚的构建逻辑电路图。
因而个人认为，第二种方案比较理想。
四测试中遇到的问题及解决方案
在本次试验中,由于对基本知识不太了解,尤其是中规模逻辑电路的功能,例如对数据选择器编码器译码器等的功能不是特别熟悉。
因此只能在实验的过程中通过复习课本知识以及查阅资料来更加详细的掌握基本器件的一些功能。
还有就是在连接实物电路时,很难找到需要的器件,并且对一些器件的使用方法不太了解。
但是通过努力最终克服了困难，实现了电路的连接及测试。
在整个实验过程中都是用高低电平来表示开关的闭与合。
用发光二极管来表示灯的亮与灭。
五心得体会
在这次的数电实验设计中,由于是第一次做设计,对一些基本的元件及其功能不是很了解,因此遇到了很多困难,刚拿到设计题目,看似简单,但到真正做的时候才发现还是有难度的。
首先是不知道如何选择器件,因为设计实验就应该使实验简洁易懂,别人能比较容易的的理解你所设计实验的过程及结论。
由于设计实验电路图还有实验步骤等都要自己设计，因此没有最好，只有更加清晰明了才是设计的关键，在设计中，由于对课本知识掌握的不够透彻，所以设计刚开始只能先看书复习老师所讲的内容。
在对课本知识有了较好的了解的情况下着手做实验。
首先通过理论分析，做出书面的设计过程，然后去实验室将自己的想法付诸于实践，也就是动手操作的过程。
在连接实物图的过程遇到了许多的问题，例如在实验室找不到自己设计的实验中所用的元件。
即使找到元件，由于对其内部结构不熟悉，因而不知如何连接。
这也是本次实验中遇到的比较困难的问题。
虽然在实验中遇到了许多问题，但通过本次试验，我获益匪浅。
因为设计肯定会遇到问题，而在解决问题的时候，也就是对所学知识的复习以及对未知知识的探索过程。
通过查阅资料不但能够完成设计，更能学到一些新的知识。
更有助于掌握在课堂上没有理解的知识。
同时，由于实验实在两人的合作之下完成的，因此也使我懂得了合作的重要性。
备注
本次设计工作由孟强和赵润东同学共同完成。
其中，赵润东同学完成了对方案一的设计工作；孟强同学完成了方案二和方案三的设计以及三种方案的仿真工作；两人共同完成实物电路的连接与测试工作，最后由孟强对实验过程进行总结并编写完成实验报告。
参考文献；
1；《数字电子技术基础》（第五版），阎石主编，高等教育出版社，2006年5月出版。
2；《电子技术》（实验教材），内蒙古工业大学信息工程学院。
2013年出版。
3；《数字电子基础》，马骏兴主编，科学出版社，2005年8月出版。
4；《数字电子技术》，扬永建主编，人民邮电出版社，2010年11月出版。
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