基于Multisim五人表决器设计.docx

资源描述

基于Multisim五人表决器设计.docx

《基于Multisim五人表决器设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于Multisim五人表决器设计.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于Multisim五人表决器设计.docx

基于Multisim五人表决器设计

摘要：

本次课程设计的目的是作出一个五人表决器,要求能实现五人表决器的基本功能。

采用了组合电路的设计方法,首先根据表决器的功能写出真值表,得出输出的表达式,再根据卡诺图,得到最简的表达式。

然后使用Multisim设计出原理图,仿真能得到正确的结果。

关键词：

五人表决器、74LS283N、7485N、译码显示、表决

一、设计目的：

（1）、熟悉集成电路的引脚安排。

（2）、掌握Multisim的基本用法。

（3）、掌握74LS283N、7485N等芯片的逻辑功能和译码显示器的使用方法。

（4）、熟悉五人表决器的组成和工作原理。

（5）、熟悉五人表决器的设计。

二、设计思路：

（1）、设计表决器的工作电路。

（2）、设计输入电路。

（3）、设计清零电路。

（4）、设计显示输出电路。

三、设计过程：

3.1整体设计思路

本次设计的五人表决器根据其实现的功能要求，大概可以分为四大方面：

一是5人的按键选择；二是74LS283芯片，对输入电平进行全加；三是7485N芯片，对其进行比较；四是译码显示器对逻辑运算后的结果进行输出显示，完成五人表决器的功能。

根据以上的整体设计思路，五人表决器可以利用以下方框图，作形象的展现。

其总体方框图如图1：

———>————>———>

图1五人表决器框图

结合以上框图，综述如下：

第一步：

按键选择。

五人评委根据意愿按下按键，即输入逻辑电位。

第二步：

全加。

有关芯片对所输进的逻辑电位，进行译码。

第三步：

逻辑运算。

对译码后芯片的输出进行逻辑运算。

第四步：

显示输出。

将运算结果通过译码显示器输出，显示表决结果。

3.2各部分的具体电路设计

1、按键选择部分的电路设计

五人多数表决，只要在规定时间内，赞成人数大于或等于三，则表决通过。

因此，只需将每位表决人的结果相加，判断结果值，然后再将结果值显示出来既可以得到

设五个开关作为表决器的五个输入变量，输入变量为逻辑“1”时，表示表决者“赞成”；输入变量为“0”时，表示表决者“不赞成”。

输出逻辑“1”时，表示表决“通过”；输出逻辑“0”时，表示表决“不通过”。

当表决器的五个输入变量中有3个以上（含3个）为“1”时。

则表决器输出为“1”；否则为“0”。

2、全加部分的电路设计

A．74LS283N的引脚、功能、参数、真值表

（1）、74LS283N为四位二进制超前进位全加器，可进行两个四位二进制数的加法运算，每位有和输出Σ1~Σ4，进位由第四位得到C4。

74LS283N芯片的逻辑符号如图2所示：

图274LS283N的逻辑符号

图中A4~A1，B4~B1为四位二进制数，作为加数，C0为低位的进位。

Σ1~Σ4为加法器的和，C4为本位的进位。

输入任意的四组不同的二进制数，验证此芯片的功能。

并将记录的数据列成表格的形式。

（2）、74LS283N芯片的应用电路

用74LS283芯片构成的码制变换电路，如图3所示：

图3　码制变换电路

图中DCBA端输入8421BCD码，并由芯片输出Y4Y3Y2Y1相应的状态。

（3）、74LS283N芯片构成的12位数值比较器电路如图4所示：

图中输入端B12~B1可由B12~B1。

经反相器74LS04（六反相器）接至74LS283的输入端B4~B1。

或非门可采用双4入或非门74LS25与门用三3入与门74LS11芯片。

图412位数值比较电路

（4）、74LS283N芯片的功能一览表，如图5所示：

图574LS283N功能表

其中，A1、B1、A2、B2和C0是用于确定输出Σ1、Σ2和内部进位C2值的。

A3、B3、A4、B4是用于确定输出Σ3、Σ4和C4值的。

B．7485N的引脚、功能介绍

（1）7485的引脚图，如图6所示：

图67485的引脚图

（2）7485的功能

将若干85级联可以比较较长的字节，此时低级位的FA>B,FB=B,FBB,A=B,A

引出端口的链接方式如图7所示：

图77485引出端

（3）7485的逻辑图如图8所示：

图87485的逻辑图

C．显示灯的采用

（1）本设计采用稳定性较高的LED显示管作为表决结果的显示，若有3人或者以上表决同意，则LED显示管灯亮；若有3人以下同意，则LED显示管灯暗。

具体详见图9和图10:

图9少于三人时LED显示管显示情况

图10多于三人时LED显示管显示情况

其中，若LED显示管显示红色的部分表示灯亮，表决通过；若LED显示管没有显示红色部分则表示等不亮，表决没有通过。

（2）、LED显示管显示情况按照下表显示，观察灯泡的亮灭状况并记录如图11所示：

LED

不亮

亮

不亮

亮

不亮

亮

不亮

亮

不亮

亮

不亮

亮

D、五人表决器的逻辑表达式

（1）五人表决器的真值表，如图11所示：

图12五人表决器的真值表

（2）利用Multisim软件中的逻辑转换器进行分析，产生逻辑表达式和逻辑示意图，如图12所示：

图13五人表决器的逻辑表达式

其中，A、B、C、D、E分别代表五位评委，Y代表经过74LS283N全加器运算和7485N比较器比较后的输出结果。

当五人中有三位或以上的评委同意的话，Y一栏中，用“1”表示；当五人当中有三位以下评委同意的话，Y一栏中，用“0”表示。

逻辑转换器上显示的“ADE+ACE+ACD+ABE+ABD+BED+ABC+BEC+BCD+CDE”是五人表决器的逻辑表达式。

E、数码显示器的显示情况：

当有一位评委表决同意时，则数码显示器显示“1”；两个评委表决同意时，则数码显示器显示“2”，如此类推，如下图所示：

图14当有两位评委表决同意时数码显示器的显示情况

F、五人表决器的整体电路设计

根据以上74LS283N和7485N的图片功能，加上LED显示管和数码显示器的选择，总体电路设计分别如下图所示：

图15当五人评委少于三人同意时，整体电路图

当五人表决开关中有只有两人同意时并按下时，LED显示管的灯没有亮，数码显示器显示为两人同意。

如图16所示。

图17当五人评委少于三人同意时，整体电路图

当五人表决开关中有五人同意时并按下时，LED显示管的灯亮，数码显示器显示为五人同意。

如图17所示。

四、总结

1．设计体会

通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。

在整个设计过程中，我通过这个方案包括设计了一套电路原理和PCB连接图，和芯片上的选择。

这个方案总共使用了74LS283N三个、7485N一个，LED显示管、数码显示器各一个。

我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

2.个人建议

个人认为本次五人表决器的设计和大学二年级中，所学习的数字电子技术和模拟电子技术的联系非常紧密。

我觉得对于其中的一些重要基础专业课，我们应该在学习的时候认真领悟，把基础的问题学会、学懂，时刻注意去复习。

因为这些专业课不仅与后面所学的课程紧密联系在一起，而且在以后的工作中会有很大的用处。

另外，我觉得这次我们自己动手的时间还不够多，上机操作的机会不是很多，加上对软件的熟练度也不够，所以设计所花费的时间较长，而且靠近期末考试。

希望以后多有这样的实验设计让自己动手，提高自己实际的操作能力和团队合作能力。

3.4参考文献

（1）杨素行，《模拟电子技术基础简明教程（第三版）》，高等教育出版社，2005年

（2）余孟尝，《数字电子技术基础简明教程（第三版）》，高等教育出版社，2005年

（3）长安大学《五人表决器的仿真设计与操作程序》

（4）蒋卓勤邓玉元《Multisim2001及其在电子设计中的应用》西安电子科技大学出版社

（5）互联网的相关网站参考资料

展开阅读全文