項目簡單搶答器的制作

簡單搶答器的制作一目項目錄學習目標項目要求項目引導項目學習制作指導項目驗收學習目標會識別和測試常用TTL、CMOS集成電路產(chǎn)品。能完成簡單搶答器的制作。知識目標能力目標了解數(shù)字邏輯的概念，理解與、或、非三個基本邏輯關(guān)系；熟悉邏輯代數(shù)的基本定律和常用公式；掌握邏輯函數(shù)的正確表示方法；熟悉邏輯門電路的邏輯功能，了解集成邏輯門的常用產(chǎn)品，掌握集成邏輯門的正確使用。返回項目要求

A、B、C、D為搶答操作按鈕開關(guān)。任何一個人先將某一開關(guān)按下且保持閉合狀態(tài)，則與其對應的發(fā)光二極管（指示燈）被點亮，表示此人搶答成功；而緊隨其后的其他開關(guān)再被按下，與其對應的發(fā)光二極管則不亮。返回制作簡易型四人搶答器要求：項目引導返回（1）小組制訂工作計劃。（2）識別搶答器原理圖，明確元器件連接和電路連線。（3）畫出布線圖。（4）完成電路所需元器件的購買與檢測。（5）根據(jù)布線圖制作搶答器電路。（6）完成搶答器電路功能檢測和故障排除。（7）通過小組討論完成電路的詳細分析及編寫項目實訓報告。虛擬工作室返回簡單搶答器電路圖項目學習[知識鏈接1]邏輯代數(shù)的基本知識[知識鏈接2]邏輯門電路的基礎(chǔ)知識返回[技能訓練]常用集成門電路的邏輯功能測試[知識拓展]不同類型集成門電路的接口返回[知識鏈接1]邏輯代數(shù)的基本知識什么是邏輯代數(shù)？邏輯代數(shù)又稱為布爾代數(shù)，是用于描述客觀事物邏輯關(guān)系的數(shù)學方法，也是分析和設(shè)計邏輯電路的主要數(shù)學工具。邏輯指事物因果關(guān)系的規(guī)律。例如：開關(guān)閉合為1晶體管導通為1電位高為1

斷開為0截止為0低為0邏輯代數(shù)中的1和0不表示數(shù)量大小，僅表示兩種相反的狀態(tài)。

一、邏輯變量和邏輯函數(shù)控制樓道照明的開關(guān)電路開關(guān)A開關(guān)B燈合向上合向上亮合向上合向下滅合向下合向上滅合向下合向下亮ABF001010100111ABF均為僅有二個取值的變量，稱為邏輯變量。真值表其中A、B為輸入變量，F(xiàn)為輸出變量。

由上可知，開關(guān)的通、斷決定了發(fā)光二極管的亮、滅，反過來也可以從發(fā)光二極管的狀態(tài)推出開關(guān)的相應狀態(tài)，這樣的關(guān)系稱為邏輯函數(shù)關(guān)系。它可用邏輯函數(shù)式（也稱邏輯表達式）來描述，其一般形式為：Y=f（A、B、C、…）。返回二、邏輯運算1、基本邏輯運算基本邏輯函數(shù)

與邏輯

或邏輯

非邏輯與運算(邏輯乘)

或運算(邏輯加)

非運算(邏輯非)

（1）與邏輯只有當決定一事件的所有條件全部具備時，這個事件才會發(fā)生。111YAB000001010真值表若有0出0；若全1出1

邏輯表達式

Y=A·B

或

Y=AB

邏輯符號與門(ANDgate)返回在決定一事件的各條件中，只要有一個條件具備，這個事件就會發(fā)生。000111YA

B101110邏輯表達式

Y=A

+

B

真值表（2）或邏輯有1出1全0出0邏輯符號或門(ORgate)

（3）非邏輯真值表00YA

11當條件不具備時，事件才發(fā)生。邏輯表達式

Y=A

送1出0送0出11

邏輯符號

非門(NOTgate)

又稱“反相器”

返回（由基本邏輯運算組合而成）與非邏輯(NAND)先與后非100011YA

B101110或非邏輯(NOR)先或后非011100YA

B001010有0出1全1出0有1出0全0出12、復合邏輯運算返回異或邏輯(Exclusive–OR)同或邏輯

(Exclusive-NOR，即異或非)000011YAB101110100111YAB001010注意：異或和同或互為反函數(shù)，即相異出1相同出0相同出1相異出0返回[例]試對應輸入信號波形分別畫出下圖各電路的輸出波形。解：Y1有0出0

全1出10110011000110011Y2Y3

相同出

0

相異出

1返回常見的幾種邏輯關(guān)系及其表示方式返回邏輯碌函數(shù)風描述立了某織種邏焰輯關(guān)銅系。常采騾用真餡值表遷、邏污輯函球數(shù)式鉤、卡將諾圖其和邏葉輯圖纏等表吼示。1.真值愚表列出設(shè)輸入級變量壯的各宮種取秧值組什合及求其對濫應輸古出邏么輯函劍數(shù)值蛋的表餡格稱鈴真值齡表。列真值表方法（1）按n位二芽進制霞數(shù)遞增的方閑式列概出輸入變量殲的各嚷種取值笨組合。（2）分飛別求緞出各朗種組框合對危應的陷輸出師邏輯晨值填視入表構(gòu)格。三、唉邏輯否函數(shù)轎及其降表示波方法返回00000111011101111111011110110011110101011001000111100110101000101100010010000000YDCBA輸出變量輸入變量4個輸毒入變誤量有24=1亡6種取綢值組顆合返回2.邏輯扇函數(shù)隙式真值表邏輯式(1間)找出刮函數(shù)彼值（錄輸出講值）師為1的項認。(2燈)將這告些項泛中輸姓入變饑量取閘值為1的用屬原變理量代爸替，杏取值甲為0的用羊反變啊量代圓替，爬則得乞到一留系列迫與項瘦。(3環(huán))將這帽些與茶項相執(zhí)加即相得邏疾輯式齒。表示室輸出碎函數(shù)零和輸味入變晨量邏瞎輯關(guān)雷系的為表達干式。蛙又稱增邏輯甲表達釣式，厭簡稱勉邏輯噴式。返回例如

ABC1000111100110101000100100100YCBA011010001111

邏輯式：返回3.邏輯鏈圖例如畫

的邏輯圖反變量用非門實現(xiàn)

與項用與門實現(xiàn)相加項用或門實現(xiàn)運算賭次序雅為先遲非后艷與再阻或，妹因此戚用三梳級電形路實肉現(xiàn)之盞。由邏阻輯符雞號及日相應臣連線銀構(gòu)成完的電旅路圖法。返回例1.列出函數(shù)F=AB+C的真值表。解：該函數(shù)有3個輸入變量，共有23=8種輸入取值組合，分別將它們代入函數(shù)表達式，并進行求解，可求得相應的函數(shù)值。將輸入、輸出值一一對應列出，即可得到如下表所示的真值表。返回ABCF00000011010001111010101011011111函數(shù)F=AB+C的真值表課堂練習:由該粘真值到表寫澇出其表達胡式。返回

例2.畫出函數(shù)F=B+A的邏輯圖返回四、氣邏輯商代數(shù)懷的基凱本定虜律邏輯常量運算公式邏輯變量與常量的運算公式0

·

0

=

00

·

1

=

01

·

0

=

01

·

1

=

10

+

0

=

00

+

1

=

11

+

0

=

11

+

1

=

10–1律重迭律

互補律

還原律

0+A=A1+A=11·A=A0·A=0A+A=AA·A=A

1、基蟻本公臥式返回1）與普通代數(shù)相似的定律

交換律

A+B=B+AA·B=B·A結(jié)合律

(A+B)+C=A+(B+C)(A·B)·C=A·(B·C)分配律

A(B+C)=AB+AC

A+BC=(A+B)(A+C)大家定要記并住特愧別的山“我咽”！利用真值表

邏輯等式的證明方法

利用基本公式和基本定律2、基鬧本定逆律返回ABCA+BC(A+B)(A+C)00000101001110010111011100111111111100[例]證明匪等式A+BC=困(A+B)耀(A+C)解：方法稿一：盒真值槽表法方法鏟二：急公式法右式=頸(A+B)今(A+C)用分絹配律庭展開=AA+AC+BA+BC=A+AC+AB+BC=A(1有+C+B)沾+BC=A·1斑+BC=A+BC00返回[知識電鏈接2]邏輯針門電歌路的句基礎(chǔ)邀知識獲得憶高、艱低電蜘平的基侄本方屑法：醫(yī)利用筒半導翁體開急關(guān)元斥件的英導通決、截件止（壇即開貢、關(guān)成）兩膛種工醉作狀就態(tài)。邏輯1和0：電叛子電尾路中撞用高、低電滑平來表芽示。邏輯郵門電升路：用以展實現(xiàn)傾基本尿和?；眠壟嬤\棉算的捉電子岔電路諷。簡許稱門燃電路術(shù)?；撅嫵Ｓ妙}門電草路有啊與門封、或狡門、卸非門歪（反轎相器磨）、造與非怖門、笛或非率門、槳與或蒙非門注和異哲或門包等。返回高電看平UH：輸入瞎高電璃平UIH輸出創(chuàng)高電督平UOH低電刃平UL：輸入耐低電啟平UIL輸出繁低電憑平UOL邏輯歡“0”和邏黎輯“1”對應嗓的電來壓范資圍寬由，因蹤蝶此在栗數(shù)字公電路抽中，謙對電習子元惜件、衫器件循參數(shù)逗精度藍的要核求及咐其電政源的起穩(wěn)定跪度的粱要求互比模燦擬電哲路要將低。返回按功裳能特袋點不衛(wèi)同分普通門(推拉式輸出)CMOS傳輸門輸出開路門三態(tài)門按邏服輯功蜜能不沉同分與門

或門

非門

異或門

與非門

或非門

與或非門

按電得路結(jié)愿構(gòu)不潔同分TTL集成門電路

CMOS

集成門電路輸入半端和鼻輸出租端都釀用三次極管肝的邏汽輯門金電路斜。用互拆補對毒稱MO匯S管構(gòu)擁成的毒邏輯覺門電鋪路。集成覆門電欺路的牌類型返回一、旦基本鴿門電發(fā)路邏輯關(guān)系邏輯表達式電路組成邏輯功能簡述邏輯符號與Y=A·B全1出1見0出0或Y=A+B全0出0見1出1非見0出1見1出0返回二、烏復合臥門電眼路邏輯關(guān)系邏輯表達式邏輯功能簡述邏輯符號與非全1出0見0出1或非全0出1見1出0與或非異或相同出0相異出1同或相同出1相異出0返回三、震復合菠門電束路1、TT否L門電化路——廢Tr慣an老si諸st飛or槍-T籮ra遷ns應is牌to首r次Lo覆gi螺cTT暴L門電楚路是只晶體蹤蝶管—晶體乏管邏添輯電停路。籮它主過要是許由NP饅N或PN搶P型晶眨體管貞組成隨，還劇有二凡極管佳、電陜阻、個電容陪等元摔器件沃；主鍵要經(jīng)基過光抄刻、保氧化乳、擴追散等語工藝括制成勾，工脖藝較抽為復廚雜。（1）常用TT售L門電到路返回返回提示舒：請值點擊吃圖片恐放大煤觀看谷。特殊徑的“致門”欄之一——TT銅L當O霸C門邏輯字表達非式：OC門主翠要用箱途：（1）實嘗現(xiàn)“躲線與辨”（2）驅(qū)族動顯丸示（3）電內(nèi)平轉(zhuǎn)劣換返回特殊渣的“湊門”路之二——TS瞇L門控制端高電平有效的三態(tài)功能表EN（控制端）Y（輸出端）EN=1

（正常）EN=0Y呈高阻（懸空）

控制端低電平有效的三態(tài)功能表

（控制端）Y（輸出端）

（正常）Y呈高阻（懸空）返回2、TT仆L集成災門電常路參賽數(shù)輸出近高電召平UOH和輸膏出低黃電平UOLUOH典型圈值3.惰6V,UOL典型抓值0.插3V。對通督用的TT籌L與非駁門，UOH≥2.謹4V，UOL≤0.貝4V。閾值肆電壓UTH當Ui＜UTH時，元輸出罷高電吊平UOH保持杠不變賄；當Ui＞UTH后，晌輸出食很快褲下降管為低催電平UOL并保袍持不跪變。扇出暑系數(shù)N0與非苦門帶胞負載植能力僻。對TT蘇L與非乳門，N0≥8。平均重傳輸粱延遲擁時間tpd返回3.繪T肯TL集成笛門電柄路使艦用注意組事項TT非L電路珠（OC門、寨三態(tài)柴門除朵外）脆的輸樂出端撐不允麻許并棚聯(lián)使私用，園也不但允許淚直接苗與+5爆V電源轟或地魂線相想連。多余輸入臟端的五處理或門說、或?qū)幏情T王等,多余顆輸入要端不籮能懸芳空，遼只能鉆接地訴。與門決、與肥非門偏等,多余滴輸入鍋端可俱以做傻如下腫處理牽：①懸項空：巨相當霉于接絞高電聰平；②與天其他標輸入鞭端并難聯(lián)使清用：菊可增迫加電橫路的厭可靠旦性；③直耳接或征通過急電阻海（10辰0Ω～10鵲KΩ）與鉆電源濾相接小以獲盛得高旬電平筑輸入昂。嚴禁畜帶電孫操作旦。返回小知戶識返回不同籮類型仍集成跳門電餐路在和同一飛個數(shù)巖字電敘路系叢統(tǒng)中奏使用米時，環(huán)考慮餐門電深路之段間的伸連接干問題慈。門赴電路潔在連俗接時添，前坡者稱碧為驅(qū)崖動門姨，后堤者稱速為負背載門市。驅(qū)潮動門急必須洞能為沫負載徑門提簡供符揀合要響求的柴高、率低電零平和夏足夠佩的輸倍入電今流，房誠具體崖條件制是：驅(qū)動門負載門連接條件UOH

＞UIHUOL

＜UILIOH

＞IIHIOL

＞IIL[知識壞拓展]不同雷類型川集成往門電糖路的頁接口返回1、TT饒L集成旗門電延路驅(qū)黃動CM垮OS集成屠門電輩路TT顯L驅(qū)動CM展OS的接難口電縮慧路2、CM挨OS集成尤門電叨路驅(qū)呈動TT子L集成廟門電挽路CM靠OS驅(qū)動TT萬L的接弓口電晨路返回[技能險訓練]常用慨集成寸門電烈路的膽邏輯豪功能臘測試訓練津要求（1）測洽試常服用集薪成門陣電路會邏輯呆功能沉是否蹈正常撕。（2）觀恥察門傲電路劑對信遭號的忙控制洞作用省。（3）用耗與非曾門構(gòu)什成其摩他邏皆輯功同能的嗽電路段。返回目標姥及實變作條撫件掌握算數(shù)字柔電路叉實驗拘裝置獅的結(jié)監(jiān)構(gòu)與待使用瞇方法古。驗證價常用級門電苦路的紋邏輯濾功能竿。了解鑼常用74系列驢門電廁路的泉管腳率排列潛方法忌。知識與技孩能目藥標設(shè)備與器地件設(shè)備?。簲?shù)擊字電交路實柜驗裝醋置1臺器件外：74圈LS絲式08、74收LS濱32、74寺LS格04蟻(C才D4臨01床06到)、4L婆S0賺0(筆CD坊40君11謙)各一殊片返回TT辭L門電粘路邏喂輯功臥能測俘試將芯富片插虹入IC插座測試沉第一定個門漲電路青的邏霉輯關(guān)蘇系按圖澇接線LE奧D電平撿指示州燈亮偽為1，燈累不亮定為0將結(jié)量果記始錄在蛇表中仆，判斧斷是蒜否滿叉足Y=花AB與門電恥路功問能測拋試內(nèi)容亡及步素驟返回練一屈練測試門電路邏輯功能測試表輸入輸出與門或門非門與非門ABY=ABY=A+BY=Y=00011011與門虛電路破、或賺門電要路、脆非門潤電路尿、與錯非門叢電路雷，并迫填寫櫻下表袋。返回我們擴的實企作中嬸所用望到的衡集成塞芯片問都是姥雙列捕直插飾式的看，其守引腳淡排列拳規(guī)則利如圖訴所示逢。識別莖方法申是：要正對稱集成輸電路掠型號柱（如74垮LS滅20）或宇看標皂記（稠左邊辣的缺訂口或葵小圓炒點標膨記）說，并拉注意科識別鴉第1腳位書置（其集成查塊正和面放濤置且煮缺口比向左船，則燈左下移角為乏第1腳）朋。從望左下關(guān)角開吩始按全逆時渴針方暮向以1，2，3，…依次慈排列梯到最駁后一柴腳（識在左鉛上角癥）。集成狂芯片離實物惕圖1、認芝識集工成芯報片制作騾指導返回74LS20在標伍準型TT輩L集成許電路唯中，間電源瀉端VC架C一般桑排在倆左上惹端，廢接地己端GN改D一般階排在元右下忘端。識如74夢LS豪20為14腳芯番片，14腳為VC縣C，7腳為GN陷D。若集衰成芯票片引條腳上清的功鉛能標扭號為NC，則刃表示泄該引熊腳為欲空腳儀，與麗內(nèi)部誰電路話不連周接。返回面包每板的深結(jié)構(gòu)膽圖元器希件與種集成務電路打的安敘裝注意搶合理獄正確執(zhí)布線2、認準識面庫包板返回3、測傘試儀混器說劑明——僅作少檢測漢芯片管及提濕供電翅源用邏輯開關(guān)輸出孔燈亮輸出’1’燈不亮輸出‘0’向上輸出’1’向下輸出‘0’輸出部分輸入部分發(fā)光二極管輸入孔發(fā)光二極管亮輸出‘1’發(fā)光二極管不亮輸出‘0’芯片座返回4、實黃物接刃線范緊例74LS20返回5、常用降芯片褲引腳僑圖返回（1）接奸插集糠成塊往時，怖要認跑清定悟位標上記，巾不得陸插反慢。（2）電蠅源電抗壓使鐘用范崗圍為＋4.俱5V～＋5.萬5V之間懲，實緒驗中勵要求使蔽用Vcc＝＋5V。電源咸極性輝絕對鞭不允懂許接們錯。（3）閑寺置輸萌入端俯處理振方法懸空爹，相思當于著正邏洽輯“1”。對孩于一懼般小顛規(guī)模慰集成耽電路的擠數(shù)據(jù)惰輸入御端，學實驗依時允專許懸吃空處拿理。恭但易嗚受外毅界干擾在，導敢致電揮路的極邏輯禍功能鞏不正梢常。求因此戶，對室于接創(chuàng)有長線當?shù)妮敻攵瞬?，中委?guī)模爸以上佩的集敘成電遭路和奧使用伴集成綿電路較千多的虧復雜峰電路框，所炎有控觀制輸騾入端唐必須袋按邏盈輯要濃求接入要電路握，不濃允許偷懸空傾。注意吩事項返回②查直接接電陜源電步壓VCC（也辟可以資串入走一只1～10怒KΩ的固定電韻阻）或附接至膨某一虜固定煤電壓(＋2.暈4≤V≤4.盾5V)的電源上字，或與輸候入端座為接低地的相多余接與非含門的釀輸出究端相脆接。③鎖若前論級驅(qū)思動能皮力允睬許，菠可以谷與使淡用的您輸入味端并主聯(lián)。（4）輸去入端健通過怖電阻驕接地肯，電輔阻值南的大線小將紗直接星影響肌電路庭所處盼的狀勉態(tài)。柳當R≤68浴0Ω時，罷輸入咸端相漲當于助邏輯董“0”；當R≥4.法7K折Ω時，辰輸入拳端相包當于透邏輯士“1”。對燃于不羽同系膚列的壞器件飼，要吵求的受阻值雹不同察。注意丑事項返回（5）輸孫出端妨不允組許并根聯(lián)使釣用（搞集電轎極開每路門(OC)和三淋態(tài)輸就出門較電路(3S)除外瀉）。鴉否則蹈不僅悄會使鏈電路串邏輯研功能順混亂你，并繭會導薪致器圾件損飄壞。（6）輸鑰出端嗽不允妖許直財接接釣地或夏直接狂接＋5V電源松，否瞎則將蜻損壞畏器件雹，有紡時為令了使驕后級慮電路副獲得抗較高流的輸抗出電閥平，鞋允許梨輸出嫩端通謀過電席阻R接至Vc顆c，一蹄般取R＝3～5.顏1K局Ω。注意復事項返回項目任驗收內(nèi)容獎一：IC的識能別與沸檢測（1）簡極述IC的引派腳排糠列方擋法。（2）簡帽述74亦LS派08、74放LS植32、74學LS丸04團(C訂D4約01隨06黨)、74號LS采00族(C興D4緩01翼1)等的鴿功能跑及測坡試方哀法。（3）簡城述IC的使鐮用注警意事施項。內(nèi)容回二：護項目應功能