基于Multisim五人表决器设计.docx

1、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）

2、、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

3、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”

4、。2、全加部分的电路设计A74LS283N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14，进位由第四位得到C4。74LS283N芯片的逻辑符号如图2所示：图2 74LS283N的逻辑符号图中A4A1，B4B1为四位二进制数，作为加数，C0为低位的进位。14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

5、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B12B1可由B12B1。经反相器74LS04（六反相器）接至74LS283的输入端B4B1。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4 12位数值比较电路（4）、74LS283N芯片的功能一览表，如图5所示：图5 74LS283N功能表其中，A1、B1、A2、B2和C0是用于确定输出1、2和内部进位C2值的。A3、B3、A4、B4是用于确定输出3、4和C4值的。B7485N的引脚、功能介绍（1）7485的引脚图，如图6所示：图6 7485的引脚图（2）74

6、85的功能将若干85级联可以比较较长的字节，此时低级位的FAB,FB=B,FBB,A=B,AB,并使低级位的A=B为高电平。引出端口的链接方式如图7所示：图7 7485引出端（3）7485的逻辑图如图8所示：图8 7485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

7、）、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：ABCDELED00000不亮00001不亮00010不亮00011不亮00100不亮00101不亮00110不亮00111亮01000不亮01001不亮01010不亮01011亮01100不亮01101亮01110亮01111亮10000不亮10001不亮10010不亮10011亮10100不亮10101亮10110亮10111亮11000不亮11001亮11010亮11011亮11100亮11101亮11110亮11111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：ABCDEY0000000

8、00010000100000110001000001010001100001111010000010010010100010111011000011011011101011111100000100010100100100111101000101011101101101111110000110011110101110111111001111011111101111111111111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74LS283

9、N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

10、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

11、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

12、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Multisim 2001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