8.任務(wù)八課件三人表決器的制作

三人表決器的制作完成本學(xué)習(xí)任務(wù)后，你應(yīng)當(dāng)能：1．能夠描述組合邏輯電路的概念。2．能夠敘述組合邏輯電路的分析步驟。3．能夠敘述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟。4．能夠描述集成電路74LS138的原理及管腳功能。5．能夠描述集成電路74LS20的原理及管腳功能。6．會(huì)設(shè)計(jì)三人表決器。7．會(huì)利用CAD軟件進(jìn)行畫圖、仿真、制版。8．能夠焊接電路，調(diào)試電路。

學(xué)習(xí)活動(dòng)一工作準(zhǔn)備

1．能夠根據(jù)工作任務(wù)聯(lián)系單，明確工時(shí)、工作內(nèi)容，制定工作計(jì)劃。2．能夠描述組合邏輯電路的概念。3．能夠敘述組合邏輯電路的分析步驟。4．能夠敘述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟。5．能夠描述集成電路74LS138的原理及管腳功能。6．能夠描述集成電路74LS20的原理及管腳功能。施工單位施工時(shí)間施工負(fù)責(zé)人施工人員施工方案簡(jiǎn)述工作要求派工人員派工時(shí)間驗(yàn)收意見(jiàn)驗(yàn)收人驗(yàn)收時(shí)間一、工作任務(wù)聯(lián)系單及電路原理圖工作任務(wù)聯(lián)系單2、電路原理圖組合電路：輸出僅由輸入決定，與電路當(dāng)前狀態(tài)無(wú)關(guān)；電路結(jié)構(gòu)中無(wú)反饋環(huán)路（無(wú)記憶）一組合邏輯電路

組合邏輯電路的分析方法邏輯表達(dá)式

1

1最簡(jiǎn)與或表達(dá)式化簡(jiǎn)

2

2從輸入到輸出逐級(jí)寫出邏輯圖最簡(jiǎn)與或表達(dá)式

3真值表

3

4電路的邏輯功能當(dāng)輸入A、B、C中有2個(gè)或3個(gè)為1時(shí)，輸出Y為1，否則輸出Y為0。所以這個(gè)電路實(shí)際上是一種3人表決用的組合電路：只要有2票或3票同意，表決就通過(guò)。

4邏輯圖邏輯表達(dá)式例：最簡(jiǎn)與或表達(dá)式真值表用與非門實(shí)現(xiàn)電路的輸出Y只與輸入A、B有關(guān)，而與輸入C無(wú)關(guān)。Y和A、B的邏輯關(guān)系為：A、B中只要一個(gè)為0，Y=1；A、B全為1時(shí)，Y=0。所以Y和A、B的邏輯關(guān)系為與非運(yùn)算的關(guān)系。電路的邏輯功能例：用與非門設(shè)計(jì)一個(gè)舉重裁判表決電路。設(shè)舉重比賽有3個(gè)裁判，一個(gè)主裁判和兩個(gè)副裁判。杠鈴?fù)耆e上的裁決由每一個(gè)裁判按一下自己面前的按鈕來(lái)確定。只有當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上裁判判明成功，并且其中有一個(gè)為主裁判時(shí)，表明成功的燈才亮。1.電路功能描述設(shè)主裁判為變量A，副裁判分別為B和C；表示成功與否的燈為Y，根據(jù)邏輯要求列出真值表。2.真值表3.邏輯表達(dá)式4、化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式Y(jié)=AB+AC5、邏輯變換6、邏輯電路圖（三）常見(jiàn)組合邏輯電路

1．編碼器二進(jìn)制碼表示給定的數(shù)字、字符或信息，稱為編碼。具有編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。（1）（1）二進(jìn)制編碼器一個(gè)二進(jìn)制數(shù)有兩個(gè)數(shù)碼：0和1，它可以表示兩個(gè)信號(hào)；n位二進(jìn)制代碼可以表示2n個(gè)不同的信號(hào)。將2n個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路，叫做二進(jìn)制編碼器。例如，三位二進(jìn)制代碼有八種組合，因而可以表示八個(gè)信號(hào)。將這八個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路就是三位二進(jìn)制編碼器。這八個(gè)信號(hào)分別用0、1……7來(lái)表示。為此，先列出八個(gè)數(shù)字的二進(jìn)制代碼，這些代碼就組成了如表1所示的編碼表。十進(jìn)制數(shù)輸入變量輸出Y1Y2Y301234567I0I1I2I3I4I5I6I7

000001010011100101110111三位二進(jìn)制編碼表

由表1可以寫出編碼輸出Y2、Y1、Y0的邏輯表達(dá)式：Y0=I1+I3+I5+I7Y1=I2+I3+I6+I7Y2=I4+I5+I6+I7由邏輯表達(dá)式就可以畫出如圖所示的三位二進(jìn)制編碼器邏輯圖。

（2）二—十進(jìn)制編碼器將十進(jìn)制數(shù)字0～9編成二進(jìn)制代碼的電路稱為二—十進(jìn)制編碼器，也稱為BCD碼編碼器。要對(duì)0～9十個(gè)數(shù)字編碼，至少需要四位二進(jìn)制代碼。四位二進(jìn)制數(shù)碼有十六種排列，所以，只要從十六種組合中取出十種來(lái)表示0～9十個(gè)數(shù)字。這種取法有多種編排方式。常用的是8421BCD碼。表2列出了8421BCD碼的編碼表。由編碼表可以得到：

Y3=I8+I9Y2=I4+I5+I6+I7Y1=I2+I3+I6+I7Y0=I1+I3+I5+I7+I9圖2就是由上述邏輯表達(dá)式畫出的8421編碼器集成BCD編碼器有LS/HC147、CC40147、C304等。圖28421編碼器

（3）優(yōu)先編碼器前面所學(xué)的編碼器每次只能對(duì)一個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼。但是，在實(shí)際應(yīng)用中往往同時(shí)有多個(gè)信號(hào)輸入編碼器，這時(shí)編碼器不可能對(duì)這些信號(hào)同時(shí)進(jìn)行編碼，而只能按信號(hào)的輕重緩急，即按輸入信號(hào)的優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行編碼。具有這種功能的編碼器就稱為優(yōu)先編碼器。常用的CT74LS147型10/4線優(yōu)先編碼器，邏輯功能見(jiàn)表3。

表3CT74LS147型優(yōu)先編碼器的編碼表由編碼表可見(jiàn)，CT74LS147型10/4線優(yōu)先編碼器有九個(gè)輸入變量～，四個(gè)輸出變量～,它們都是反變量。輸入的反變量對(duì)低電平有效，即有信號(hào)時(shí)，輸入為“0”。輸出的反變量組成反碼，對(duì)應(yīng)于0～9十個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼。例如表1中第一行，所有輸入端無(wú)信號(hào)，輸出的不是與十進(jìn)制數(shù)碼0對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)0000，而是其反碼1111。輸入信號(hào)的優(yōu)先次序?yàn)椤?。?dāng)=0時(shí)，無(wú)論其他輸入端是0或1（表中×表示任意態(tài)），輸出端只對(duì)編碼，輸出為0110（原碼為1001）。當(dāng)=1,=0時(shí)，無(wú)論其他輸入端為何值，輸出端只對(duì)編碼，輸出為0111（原碼為1000），依次類推。2．譯碼器譯碼器的功能與編碼器相反，它將具有特定含意的二進(jìn)制代碼按其原意“翻譯”出來(lái)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號(hào)。這個(gè)輸出信號(hào)可以是脈沖，也可以是電位。譯碼器也叫解碼器。把代碼狀態(tài)的特定含義翻譯出來(lái)的過(guò)程稱為譯碼，實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。常用類型有2線—4線譯碼器，型號(hào)為74LS139；3線—8線譯碼器，型號(hào)為74LS138；4線—16線譯碼器，型號(hào)為74LS154。（1）二—十進(jìn)制譯碼器將二—十進(jìn)制代碼譯成十進(jìn)制數(shù)碼0～9的電路叫做二—十進(jìn)制譯碼器。一個(gè)二—十進(jìn)制代碼有四位二進(jìn)制代碼，所以，這種譯碼器有四個(gè)輸入端、十個(gè)輸出端，通常也叫做4線—10線譯碼器。集成8421BCD碼譯碼器有74LS49、CC4028B、C301等?！?421BCD碼譯碼器真值

（2）譯碼器74LS138的認(rèn)識(shí)外形圖

邏輯符號(hào)

邏輯電路圖邏輯功能表從功能表我們都可以看到74LS138的八個(gè)輸出引腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1，芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出引腳同時(shí)為0的情況，說(shuō)明該芯片已經(jīng)損壞。74LS138有三個(gè)附加的控制端S1、S2和S3。當(dāng)S1＝1，譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平。這三個(gè)控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。

二、2—4輸入與非門74LS20的認(rèn)識(shí)1．外形與邏輯符號(hào)

2．真值表三、音樂(lè)三極管XC641．外形、封裝圖2、功能說(shuō)明單音音樂(lè)芯片上電復(fù)位，復(fù)位后即轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)，輸出單音音樂(lè)。該芯片內(nèi)建振蕩電路，無(wú)需外接振蕩電阻，可外接三極管，推動(dòng)揚(yáng)聲器。參考圖如圖所示。四、制定工作計(jì)劃1．小組分工小組編號(hào)小組負(fù)責(zé)人人員分工姓名負(fù)責(zé)項(xiàng)目2．設(shè)備及工具準(zhǔn)工作臺(tái)號(hào)小組編號(hào)小組負(fù)責(zé)人：工作臺(tái)情況工具、儀器儀表準(zhǔn)備序號(hào)號(hào)所需工具、儀表檢查結(jié)果3．工序及工期安排序號(hào)工作內(nèi)容完成時(shí)間備注4．安全防護(hù)措施1、可能出現(xiàn)的問(wèn)題2、解決方法

學(xué)習(xí)活動(dòng)二三人表決器的仿真與制作1．能夠根據(jù)任務(wù)要求，列出所需工具和材料清單并做好安裝準(zhǔn)備。2．能夠正確對(duì)電子元器件進(jìn)行識(shí)別與檢測(cè)。3．能夠利用PROTUES軟件畫出三人表決器電路原理圖，進(jìn)行仿真，制作三人表決器電路的PCB板。4．能夠正確安裝電路。5．能夠正確完成三人表決器電路的通電測(cè)試。6．能夠根據(jù)電路故障現(xiàn)象查找故障原因、排除故障。一．電路仿真在教師的指導(dǎo)下，你能夠利用PROTEUS軟件對(duì)電路仿真。1、電路原理參考圖2、元器件清單3、元器件查找目錄4、根據(jù)電路原理圖畫出電路圖。5、電路仿真及原理分析。6、電路仿真出現(xiàn)的問(wèn)題及原因二、制作PCB板1、繪制原理圖2、這是電路板設(shè)計(jì)的先期工作，主要是完成原理圖的繪制，包括生成網(wǎng)絡(luò)表。也可以不進(jìn)行原理圖的繪制，而直接進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)。原來(lái)用于仿真的原理圖需將信號(hào)源及測(cè)量?jī)x表的接口連上適當(dāng)?shù)倪B接器。確保每一個(gè)元器件都帶有封裝信息。3、規(guī)劃電路板4、設(shè)置參數(shù)5、裝入網(wǎng)絡(luò)表及元件封裝6、元件布局7、布線8、文件保存及輸出9、利用熱轉(zhuǎn)印機(jī)打印電路圖10、電路板的腐蝕11、打孔三、電路的安裝1、根據(jù)元器件明細(xì)表配齊并檢測(cè)元器件。2、加工元器件引線。3、插裝焊接元件。4、檢查電路。5、電路安裝中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法四、電路測(cè)試，故障分析1、調(diào)整電源電壓，使輸出電壓為直流5V。2、接通電源，注意電源正極節(jié)電路正極，電源負(fù)極接電路負(fù)極，觀察發(fā)光二極管，蜂鳴器。并記錄觀察結(jié)果。三人表決器主要由一個(gè)3-8位譯碼器74LS138和2個(gè)4輸入與非門74LS20組成，通過(guò)三個(gè)按鈕接入輸入端。按鈕按下表示同意，不按下表示不同意即否決。當(dāng)沒(méi)有人按下按鈕，或只有一人按下按鈕時(shí)，則紅燈亮，綠