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1、会计学1设计三人表决电路设计三人表决电路第一页,编辑于星期二:九点 六分。看一看看一看:三人表决电路:三人表决电路实物示意图电路组成框图第1页/共32页第二页,编辑于星期二:九点 六分。图中有两个双四输入与非门图中有两个双四输入与非门图中有两个双四输入与非门图中有两个双四输入与非门CD4012CD4012和一个和一个和一个和一个OCOC门,当三个按钮门,当三个按钮门,当三个按钮门,当三个按钮S1S1、S2S2、S3S3中有两个或两个以上闭合的时候,表示成功的灯就亮中有两个或两个以上闭合的时候,表示成功的灯就亮中有两个或两个以上闭合的时候,表示成功的灯就亮中有两个或两个以上闭合的时候,表示成功的
2、灯就亮了。了。了。了。元器件选择元器件选择元器件选择元器件选择序 号分 类名 称型号规格数量1IC1、IC2双四输入与非门CD40122 2IC3OC门ULN2003AN1 3R1R6电阻47k6 R7电阻27k1 R8电阻2.7k1 4C1C3圆片电容0.01F3 5S1S3按钮3 6LED红发光二极管1 7 其它 实验板(万能板)、集成电路插座16引脚一块、14引脚两块。表9-1 元器件明细表第2页/共32页第三页,编辑于星期二:九点 六分。任务任务 分析编码器分析编码器 编码器编码器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是一种组合逻辑电路。组合逻辑电路是没有记忆功能的
3、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,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。电路前一个时刻的状态无关。一、认识组合逻辑电路一、认识组合逻辑电路一、认识组合逻辑电路一、认识组合逻辑电路第3页/共32页第四页,编辑于星期二:九点 六分。二、组合逻辑电路的分析步骤二、组合逻辑电路的分析步骤二、组合逻辑电路的分析步骤二、组合逻辑电路的分析步骤n n1由逻辑电路图写出逻辑函数表由逻辑电路图写出逻辑函数表达式达式n n2化简化简 第4页/共32页第五页,编辑于星期二:九点 六分。n n3分析逻辑功能 表表9-2 9-2 真值表真值表总结:组合逻辑电
4、路的分析步骤总结:组合逻辑电路的分析步骤总结:组合逻辑电路的分析步骤总结:组合逻辑电路的分析步骤 B C Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0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”第5页/共32页第六页,编辑于星期二:九点 六分。二、编码器二、编码器二、编码器二、编码器编码编码编码编码就是将符号或数码按一定的规律编排成一组组代码,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。并使每组代码具有一定的含义。编码器编码器编码器编码器能够完成数字编码的电路称为编码器。能够完成数字编码的电路称为编码器。常见编码器常见编码器常
5、见编码器常见编码器二进制编码器和二二进制编码器和二-十进制编码器十进制编码器n n1二进制编码器二进制编码器是用是用n n位二进制代码对位二进制代码对2 2n n个信号进行编码的电路个信号进行编码的电路举例:举例:举例:举例:三位二进制编码器逻辑图三位二进制编码器逻辑图由编码的逻辑电路可以得到由编码的逻辑电路可以得到Y2、Y1、Y0 的逻辑函数表达式:的逻辑函数表达式:Y0=I1+I3+I5+I7 Y1=I2+I3+I6+I7 Y2=I4+I5+I6+I7第6页/共32页第七页,编辑于星期二:九点 六分。十 进输 入输 出制 数变 量Y2 Y1 Y001234567I0I1I2I3I4I5I6
6、I70 0 00 0 1 0 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1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所以三位二进制编码器的输入端有8个,输出端有个,输出端有3个,集成三位二进制编码器称为个,集成三位二进制编码器称为8-3线编码器。线编码器。第7页/共32页第八页,编辑于星期二:九点 六分。n n2二二-十进制编码器十进制编码器将十进制数字将十进制数字0 09 9编成二进制代码的电路,叫做二编成二进制代码的电路,叫做二-十进制编码器十进制编码器 Y
7、Y3 3=I=I8 8+I+I9 9 Y Y2 2=I=I4 4+I+I5 5+I+I6 6+I+I7 7 Y Y1 1=I=I2 2+I+I3 3+I+I6 6+I+I7 7 Y Y0 0=I=I1 1+I+I3 3+I+I5 5+I+I7 7输出端有4个输入端有10个输出的逻辑函数表达式:第8页/共32页第九页,编辑于星期二:九点 六分。n n编码器的真值表 如按下如按下“I I1 1”则则I I1 1输入为高电平,于是输入为高电平,于是Y Y0 0输出为输出为1 1,而,而Y Y3 3、Y Y2 2、Y Y1 1均输出为均输出为0,0,整个编码器输出为整个编码器输出为0001,0001,
8、如按下如按下“I I7 7”则则Y Y2 2、Y Y1 1、Y Y0 0输出为输出为1,Y1,Y3 3为为0,0,整个输出为整个输出为01110111。十 进输 入输 出制 数变 量Y3 Y2 Y1 Y0 01234 56789I0I1I2I3I4I5I6I7I8I90 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 1第9页/共32页第十页,编辑于星期二:九点 六分。学习要点学习要点n n1分析组合逻辑电路的步骤是:n n2.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
9、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。第10页/共32页第十一页,编辑于星期二:九点 六分。优先编码器优先编码器n n优先编码器能按信号的优先级别进行编码n n常用CT74LS147型10/4线优先编码器图图9-7 CT74LS1479-7 CT74LS147的外形的外形 T74LS147T74LS147引脚排列引脚排列第11页/共32页第十二页,编辑于星期二:九点 六分。任务任务2 认识译码器认识译码器一、译码器一、译码器一、译码器一、译码器译码器译码器译码器译码器是将具有特定含义的二进制代码是将具有特定含义的二进制代码“翻译翻译”成相应的输出成相应的输出信号,译码
10、器和编码器互为逆过程。信号,译码器和编码器互为逆过程。常见的译码器常见的译码器常见的译码器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。有二进制译码器、十进制译码器和显示译码器等。表表9-6 29-6 2线线44线译码器真值表线译码器真值表 图图9-9 29-9 2线线44线译码器线译码器SB A 1 1 1 1 100 000 0 0 11 01 11 1 01 1 0 11 0 1 10 1 1 1第12页/共32页第十三页,编辑于星期二:九点 六分。二、译码器的功能二、译码器的功能二、译码器的功能二、译码器的功能1二进制译码器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
11、其原意二进制译码器是将二进制代码的各种状态,按其原意“翻译翻译”成对成对应的输出信号的电路。应的输出信号的电路。n n位二进制代码有位二进制代码有2 2n n个取值组合,对应个取值组合,对应的输出信号就有的输出信号就有2 2n n个。个。2二二十进制译码器十进制译码器将二将二十进制代码翻译成十进制代码翻译成0 09 9十个十进制数信号的电路叫做二十个十进制数信号的电路叫做二十进制译码器。通常也叫做十进制译码器。通常也叫做4 4线线1010线译码器。线译码器。A、B是两个输入端、Y3Y2Y1Y0是四个输出端2线4线译码器示意图第13页/共32页第十四页,编辑于星期二:九点 六分。下图为下图为84
12、21BCD8421BCD码译码器逻辑图,输出低电平有效码译码器逻辑图,输出低电平有效 第14页/共32页第十五页,编辑于星期二:九点 六分。当当DCBADCBA分别为分别为0000000010011001十个十个8421BCD8421BCD码时,就可以得到码时,就可以得到8421BCD8421BCD译码器的真值表译码器的真值表表表9-7 8421BCD9-7 8421BCD译码器真值表译码器真值表例如:例如:8421BCD8421BCD译码器的输入端译码器的输入端DCBADCBA00000000时,输出时,输出Y Y0 00,0,而而Y Y1 1Y Y2 2Y Y9 91 1。Y Y0 0被译
13、出。被译出。D C B AY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 10 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 10 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 10 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 11 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 11 0 0 1 1 1 1
14、 1 1 1 1 1 1 0第15页/共32页第十六页,编辑于星期二:九点 六分。n n2.数码显示器数码显示器 分段数码显示器分段数码显示器 半导体数码显示器半导体数码显示器 液晶显示器液晶显示器 荧光显示器荧光显示器(1 1)半导体数码显示器()半导体数码显示器()半导体数码显示器()半导体数码显示器(LEDLED数字显示器)数字显示器)数字显示器)数字显示器)图图9-13 LED9-13 LED数字显示器数字显示器 图图9-14 LED9-14 LED数字显示器的外形图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 七段显示器字形第16页/共32页第十七页,编辑于星期二:九点 六
15、分。1 1)LEDLED数字显示器各引脚的功能为:数字显示器各引脚的功能为:n n1 1a a、b b、c c、d d、e e、f f、g g:字形七段输入端。字形七段输入端。n n2 2VVCCCC:电源。:电源。n n3 3GNDGND:接地端。:接地端。n n4 4dpdp:小数点输入端。:小数点输入端。2 2)LEDLED数字显示器内部发光二极管的接法有两种数字显示器内部发光二极管的接法有两种共阴极和共阴极和共阳极接法,如图共阳极接法,如图9-159-15所示。所示。(2 2)液晶显示器()液晶显示器()液晶显示器()液晶显示器(LCDLCD)LCDLCD还具有显示柔和、字迹清晰、体积
16、小、重量轻、可靠性高、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。使用寿命长等优点。共阳极 共阴极第17页/共32页第十八页,编辑于星期二:九点 六分。n n3.BCD七段显示译码器七段显示译码器举例:集成译码器举例:集成译码器CT74LS247CT74LS247的外形及引脚排列图的外形及引脚排列图a a)外形图外形图 b b)引脚排列引脚排列介绍:介绍:GNDGND为接地端。为接地端。为接地端。为接地端。+V+VCCCC为电源端,为电源端,为电源端,为电源端,A A3 3、A A2 2、A A1 1、A A0 0为代码为代码为代码为代码输入端,输入端,输入端,输入端
17、,、为逻辑信号(译码)输出端,为逻辑信号(译码)输出端,为逻辑信号(译码)输出端,为逻辑信号(译码)输出端,为为为为试灯端,试灯端,试灯端,试灯端,为灭灯端,为灭灯端,为灭灯端,为灭灯端,为清零端。为清零端。为清零端。为清零端。CT74LS247CT74LS247译码器的译码输出端分别与七段显示器的各段相连。译码器的译码输出端分别与七段显示器的各段相连。第18页/共32页第十九页,编辑于星期二:九点 六分。表表9-8 CT74LS2479-8 CT74LS247译码器功能表译码器功能表第19页/共32页第二十页,编辑于星期二:九点 六分。学习要点:学习要点:n n1译码器就是将具有特定含义的二
18、进制代码按其原意“翻译”出来,并转换成相应的输出信号。n n2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。n n3分析各类译码器和识读常见集成译码器。第20页/共32页第二十一页,编辑于星期二:九点 六分。任务任务3 设计组合逻辑电设计组合逻辑电路路一、两种加法器的逻辑符号图一、两种加法器的逻辑符号图一、两种加法器的逻辑符号图一、两种加法器的逻辑符号图n n半加器是用来完成两个一位二进制数求和的逻辑电路。半加器是用来完成两个一位二进制数求和的逻辑电路。半加器是用来完成两个一位二进制数求和的逻辑电路。半加器是用来完成两个一位二进制数求和的逻辑电路。不不考虑来自低位的进位信号,所以
19、有两个输入端、两个输出端。考虑来自低位的进位信号,所以有两个输入端、两个输出端。AAi i、B Bi i为半加器的两个输入端,即加数和被加数;为半加器的两个输入端,即加数和被加数;S Si i为本位相为本位相加的和,加的和,C Ci i为向高位的进位信号。为向高位的进位信号。n n全加器是实现二进制全加的运算,全加器是实现二进制全加的运算,全加器是实现二进制全加的运算,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:三者的相加。所以全
20、加器有三个输入端:AAi i、B Bi i、C Ci-1i-1;两;两个输出端:和数个输出端:和数S Si i和向高位的进位和向高位的进位C Ci i。半加器的逻辑符号 全加器的逻辑符号第21页/共32页第二十二页,编辑于星期二:九点 六分。二、加法器设计方法二、加法器设计方法二、加法器设计方法二、加法器设计方法n n1半加器设设AAi i、B Bi i为半加器的两个输入端,即加数和被加数;为半加器的两个输入端,即加数和被加数;S Si i为本位相加的为本位相加的和,和,C Ci i为向高位的进位信号。根据半加器的运算要求,列出半加器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
21、的真值表,见表见表9-99-9由真值表写出由真值表写出S Si i和和C Ci i的逻辑函数表达式的逻辑函数表达式输 入输 出Ai Bi Si Ci 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1表达式的写法:从表中找出输出为从表中找出输出为 1 1的各行,把每行的输入变量写成乘积的形式,遇到的各行,把每行的输入变量写成乘积的形式,遇到0 0的输入变量加非号的输入变量加非号画出逻辑电路图第22页/共32页第二十三页,编辑于星期二:九点 六分。n n2全加器全加器设全加器用设全加器用AAi i、B Bi i、C Ci-1i-1分别表示三个输入端,即被加数、加数分别表示三个输入端,
22、即被加数、加数和低位送来的进位数;两个输出端分别用和低位送来的进位数;两个输出端分别用S Si i、C Ci i表示和数表示和数和向高位的进位数。根据全加器的要求和向高位的进位数。根据全加器的要求,列出全加器的真值列出全加器的真值表,如表表,如表9-109-10所示所示由真值表写出逻辑表达式为:由真值表写出逻辑表达式为:输 入输 出Ai Bi Ci-1Si Ci 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 10 01 01 00 11 00 10 11 1第23页/共32页第二十四页,编辑于星期二:九点 六分。化简逻辑表达式:化简逻辑表达式:根据
23、逻辑表达式,画出逻辑图根据逻辑表达式,画出逻辑图第24页/共32页第二十五页,编辑于星期二:九点 六分。三、设计一个三人表决电路三、设计一个三人表决电路三、设计一个三人表决电路三、设计一个三人表决电路要求:电路供要求:电路供A A、B B、C C三个人投票表决使用,每人一个按键,赞成就三个人投票表决使用,每人一个按键,赞成就按下按键,用按下按键,用“1 1”表示,不赞成就不按,用表示,不赞成就不按,用“0 0”来表示。当两来表示。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)即管来指示,亮(通过)即“1 1”,不亮(不通
24、过)即,不亮(不通过)即“0 0”。要求用要求用“与非门与非门”电路来实现该逻辑功能。电路来实现该逻辑功能。(1 1)由逻辑功能来列出真值表)由逻辑功能来列出真值表)由逻辑功能来列出真值表)由逻辑功能来列出真值表输 入输 出A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1000 1 01 11 第25页/共32页第二十六页,编辑于星期二:九点 六分。n n(2 2)根据真值表写出逻辑函数表达式:)根据真值表写出逻辑函数表达式:)根据真值表写出逻辑函数表达式:)根据真值表写出逻辑函数表达式:n n(3 3)化简并变换成与非门的形式)化
25、简并变换成与非门的形式)化简并变换成与非门的形式)化简并变换成与非门的形式n n(4 4)由逻辑函数表达式画出逻辑电路图)由逻辑函数表达式画出逻辑电路图)由逻辑函数表达式画出逻辑电路图)由逻辑函数表达式画出逻辑电路图第26页/共32页第二十七页,编辑于星期二:九点 六分。学习要点:学习要点:n n1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。n n2组合逻辑电路的设计步骤:第27页/共32页第二十八页,编辑于星期二:九点 六分。操作指导操作指导n n1.1.认识三人表决器电路结构及工认识三人表决器电路结
26、构及工作原理作原理工作过程:工作过程:工作过程:工作过程:当有两个或两个以上的按钮按下时,当有两个或两个以上的按钮按下时,AA、B B、C C三点至少有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,经过低电位输出,此时三输入端的与非门为高电位,经过OCOC门门ULN2003ULN2003(集电极开路与非门(集电极开路与非门,采用集电极开路输出,输出电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流大,故可以直接驱动继电器或固体继电器(SSR)(SSR)等外接控制器等外接控制器
27、件,也可直接驱动低压灯泡。)整形后输出低电位,发件,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。光二极管正向导通而发光。第28页/共32页第二十九页,编辑于星期二:九点 六分。装配示意图第29页/共32页第三十页,编辑于星期二:九点 六分。n n2.安装电路安装电路(1 1)查阅集成电路手册,熟悉)查阅集成电路手册,熟悉CD4012CD4012和和ULN2003ULN2003集成电路各集成电路各引脚,自已设计电路安装图。引脚,自已设计电路安装图。(2 2)元件选择:见表)元件选择:见表9-19-1。(3 3)元件检测、整形)元件检测、整形(4 4)焊接与连线:焊接时先焊
28、接好集成块座,再按集成块引脚)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。顺序插入集成块。按钮的焊接要到位且焊接牢固。n n3.3.调试与检测电路调试与检测电路调试与检测电路调试与检测电路(1 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。的极性是否安装正确。(2 2)用万用表检测电源是否有问题)用万用表检测电源是否有问题 有无短路、断路现
29、象,若有无短路、断路现象,若发现故障,应仔细查找原因,排除故障点。发现故障,应仔细查找原因,排除故障点。第30页/共32页第三十一页,编辑于星期二:九点 六分。(3 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)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。测试。将测量结果填入表将测量结果填入表9-129-12中。中。(4 4)按测试要求完成测试过程,做好测试记录,并分析测)按测试要求完成测试过程,做好测试记录,并分析测量结果。量结果。n n4.4.思考思考思考思考如果用两块如果用两块CD4012CD4012和一块和一块CD4011CD4011能否设计出三人表能否设计出三人表决器电路,试一试画出实物连接图。决器电路,试一试画出实物连接图。S1S2S3VAVBVCVY1VY发光二极管000001010011100101110111表9-12 测试数据记录第31页/共32页第三十二页,编辑于星期二:九点 六分。
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