项目八三人表决器制作讲述

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1、项目8 三人表决器 主讲 王启洋 项目样机 项目目标 知识目标 1、了解组合逻辑电路的分析方法和设计方法； 2、掌握常用集成组合逻辑部件的功能和应用。 技能目标 1、认识集成组合逻辑电路引脚图及功能； 2、学会集成组合逻辑电路的应用； 3、能制作表决器电路； 4、能分析和排除电路中的故障。 项目介绍 三人表决器有3个可以操作的表决按钮 ，分别代表A、B和C三个人。进行表决操作时 ，如果听到音乐声且绿灯亮，则表示通过； 如果没有音乐声，只有红灯亮，则表示否决 。在三人表决器中，使用了集成二进制译码 器74LS138、集成逻辑门74LS20和音乐芯片等 电路。 任务1 认识组合逻辑电路 知识链接1

2、 组合逻辑电路 认一认 组合逻辑电路 用EWB软件仿真组合逻辑电路 任务1 认识组合逻辑电路 知识链接1 组合逻辑电路 1.在组合逻辑电路中，任意时刻的输出状态 只取决于该时刻输入状态的组合，而与电路 原来状态无关。 2.组合电路中没有触发器，全部由门电路组 成。 组合逻辑电路特点 任务1 认识组合逻辑电路 知识链接2 组合逻辑电路分析与设计 学一学 组合逻辑电路的分析 1. 由组合电路写出表达式； 2. 化简和变换表达式； 3. 列真值表； 4. 根据真值表确定逻辑功能。 任务1 认识组合逻辑电路 做一做 组合逻辑电路分析实例 写出组合电路的 输出表达式、列真 值表、电路功能 任务1 认识组

3、合逻辑电路 1.逐级写出输出表达式 2.化简、转换 3.列真值表 任务1 认识组合逻辑电路 ABCYABCY 000100 001101 010110 011111 真值表 4.电路功能 0 0 0 0 1 1 1 1 任务1 认识组合逻辑电路 学一学 组合逻辑电路设计 1. 确定输入和输出，用0和1表示状态； 2. 列真值表； 3. 写与或表达式； 4. 化简和变换； 5. 画逻辑图。 任务1 认识组合逻辑电路 做一做 设计组合逻辑电路 例：有红、黄和绿三盏交通灯，正常工 作时只有一盏灯亮。试设计一个组合逻 辑电路，指示交通灯的错误显示。 1.列真值表 A、B、C=1，灯亮 A、B、C=0，

4、灯灭 Y=1，有错 Y=0，无错 任务1 认识组合逻辑电路 ABCYABCY 000100 001101 010110 011111 真值表 2.写表达式 1 11 1 1 0 0 0 任务1 认识组合逻辑电路 3.化简 4.画逻辑图（全用与非门） 变换 任务1 认识组合逻辑电路 做一做 判断组合逻辑电路 1. 什么叫组合逻辑电路？有什么特点？ 2. 写出下图电路输出Y1、Y2和Y3。 任务2 集成编码器 知识链接1 编码器 分类 定义 把符号或数码按规律编排，使其代表某 种特定含义的过程，称为编码。能够实现编码操 作的器件称为编码器。 任务2 集成编码器 学一学 二进制编码器 二进制编码器功

5、能 任务2 集成编码器 1、框图 任务2 集成编码器 输 入输 出输 入输 出 Y2Y1Y0Y2Y1Y0 I0000I4100 I1001I5101 I2010I6110 I3011I7111 2、真值表 任务2 集成编码器 3、表达式 输 入 输 出输 入 输 出 Y2Y1Y0Y2Y1Y0 I0000I4100 I1001I5101 I2010I6110 I3011I7111 任务2 集成编码器 4、逻辑电路图 任务2 集成编码器 学一学 二十进制编码器 二十进制译码器功能 任务2 集成编码器 1、框图 任务2 集成编码器 输 入 输 出输 入 输 出 Y3Y2Y1Y0Y3Y2Y1Y0 I0

6、0000I50101 I10001I60110 I20010I70111 I30011I81000 I40100I91001 2、真值表 任务2 集成编码器 Y3=I8+I9 Y2=I4+I5+I6+I7 Y1=I2+I3+I6+I7 Y0=I1+I3+I5+I7+I9 3、表达式 做一做 画出二-十进制编码器的逻辑电路图 任务2 集成编码器 知识链接2 集成编码器 读一读 优先编码器的功能是允许几个输入信号同时 输入，而只对优先级别最高的一个输入信号进行 编码，并输出对应的编码。 优先编码器 任务2 集成编码器 认一认 集成二进制优先编码器 74LS148 引脚图 任务2 集成编码器 输入信

7、号 输出信号 控制信号 任务2 集成编码器 74LS148优先编码器真值表 任务2 集成编码器 认一认 集成二十进制优先编码器 74LS147 引脚图 任务2 集成编码器 输入信号 输出信号 任务2 集成编码器 74LS147优先二十进制编码器真值表 任务3 集成译码器 知识链接 集成译码器 定义 译码是编码的逆过程，它是将代码所表 示的原意翻译出来。能实现译码功能的电路称为 译码器。 分类 任务3 集成译码器 学一学 集成二进制译码器74LS138 1、框图 任务3 集成译码器 2、74LS138引脚图 任务3 集成译码器 输入信号 A2 A1 A0 输出信号 控制信号 任务3 集成译码器

8、3、输出表达式 任务3 集成译码器 4、真值表 任务3 集成译码器 1、框图 学一学 集成二十进制译码器74LS42 任务3 集成译码器 2、74LS42引脚图 任务3 集成译码器 输入信号 A3 A2 A1 A0 输出信号 任务3 集成译码器 3、功能表 任务3 集成译码器 做一做 写出二十进制译码器输出逻辑表达式 任务3 集成译码器 实训操作 用集成译码器实现逻辑函数 做一做 使用74LS138实现一位全加器 1、设计一位全加器 （1）真值表 任务3 集成译码器 （2）表达式 令A=A2、B=A1、C=A0 与74LS138输出表达式比较 任务3 集成译码器 （3）逻辑图 任务3 集成译码

9、器 （1） 将74LS138和74LS20插入数字电路实验 箱的相应插座内。 2、实训操作 （2） 按图连接电路。输入A、B和C接到逻辑 输入开关；输出S和CO分别接LED指示灯。 （ 3） 测试全加器功能。检查电路无误后，按 真值表操作开关A、B和C，检测逻辑功能。 任务3 集成译码器 1. 某车间有红、黄2个故障指示灯，用来指示3 台设备的工作情况。当只有1台设备有故障时，黄灯 亮；当2台设备有故障时，红灯亮；当3台设备都有故 障时，红灯和黄灯都亮。试设计一个指示设备故障的 电路。 （1）全用与非门实现 （2）用74LS138实现 做一做 使用74LS138实现逻辑功能 任务3 集成译码器

10、 2. 试用74LS138和必要的门电路实现下列逻辑函数。 （1） （2） 任务3 集成译码器 3. 试写出下图所示输出Y1、Y2和Y3。 任务4 集成显示译码器 实训操作1：七段数码管引脚测试 看一看 七段数码管和数字显示屏 1. 外观 任务4 集成显示译码器 2. 显示字形3. 引脚图 任务4 集成显示译码器 4. 内电路 共阳极数码管共阴极数码管 任务4 集成显示译码器 做一做 判别LED七段数码管 1、共阳、共阴及好坏判别 找到3脚或8脚。用万用表按测量LED方法测量 正、负极，判别共阳、共阴及好坏 2、字段引脚判 共阴：接地端和红表笔相接，黑表笔接七段引 脚，判别a、b、c等七段 共

11、阳：电源端和黑表笔相接，红表笔接七段引 脚，判别a、b、c等七段 任务4 集成显示译码器 知识链接 七段显示译码器 数字显示系统组成 任务4 集成显示译码器 1.七段显示译码器74LS48（TTL） （1） 引脚图 任务4 集成显示译码器 输入信号 D C B A 输出信号 Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg 控制信号 试灯输入 灭零输入 灭灯输入和灭零输出 驱动共阴极数码管 任务4 集成显示译码器 （2）功能表 任务4 集成显示译码器 2.七段显示译码器CD4511（CMOS） （1） 引脚图 任务4 集成显示译码器 输入信号 D C B A 输出信号 Ya Yb Yc Yd Ye Y

12、f Yg 控制信号 消隐 锁定 （2）功能表 与74LS48类似 试灯 任务4 集成显示译码器 实训操作2 七段显示译码器与数码管连接 做一做1、连接电路 任务4 集成显示译码器 2、功能测试 （1）输入8421码 观察数码管显示 （2）输入伪码 观察数码管显示 任务4 集成显示译码器 做一做 一位十进制键盘仿真 任务5 三人表决器制作 电路识读 三人表决器原理图 1、电路框图 任务5 三人表决器制作 电路识读 三人表决器原理图 2. 电路原理图 任务5 三人表决器制作 （1）表决按钮：S1、S2、S3，R1、R2、R3 （2）表决逻辑控制：74LS138、74LS20 （3）通过音响：901

13、3、9014，R6、R7、R8；音乐芯片 XC64、蜂鸣器Y （4）通过显示、否决显示：LED、R5、LED、R4 任务5 三人表决器制作 3. 三人表决电路分析 不按S3、S2、S1：A2、A1、A0=1 按下S3、S2、S1：A2、A1、A0=0 通过 否决 任务5 三人表决器制作 4. 亮灯和声响工作过程 否决 YG1=1 V3导通发光 YG2=0 V4截止熄灭 V1截止 XC64的2脚失电 V2截止 Y无声 通过 YG1=0 V3截止熄灭 YG2=1 V4导通发光 V1导通 XC64的2脚得电有音乐 V2导通 Y发声 任务5 三人表决器制作 实训操作1 元器件识别与检测 1. 集成电路

14、 任务5 三人表决器制作 2. 音乐芯片 3. 电阻与LED 与前面相同 任务5 三人表决器制作 晶体管90139014 管型及电 极判别 导电类型 材 料 电极排列图 质量判别 4. 三极管 任务5 三人表决器制作 5. 印刷线路板图 任务5 三人表决器制作 6. 蜂鸣器 万用表R1k电阻挡测量蜂鸣器两引脚 正常：发声 损坏：无声 7. 按钮开关（常开触点） 按下：闭合 松开：断开 任务5 三人表决器制作 元器件清单 序 号 元器件名称规格 数 量 代 号备注 1电电阻器10k3R1R3棕黑黑红红棕 2电电阻器3002R4、R5橙黑黑黑棕 3电电阻器2k1R6红红黑黑棕棕 4电电阻器1k1R

15、7棕黑黑棕棕 5电电阻器43k1R8黄橙黑红红棕 6三极管90141V1 7三极管90131V2 任务5 三人表决器制作 8发发光二极管5mmLED2V3、V4红红、绿绿各一 个 9集成电电路74LS1381IC1 10集成电电路74LS201IC2 11音乐乐芯片XC641IC3 12蜂鸣鸣器1Y 13按钮钮开关3S1S3常开 14接线线器2线线1DY 15印制电电路板1 任务5 三人表决器制作 元器件实物图 任务5 三人表决器制作 实训操作2 组装电路 1. 焊接前准备工作 （1）清点组件 （2）识别74LS138、74LS20引脚 识别LED、三极管、XC64极性 （3）万用表检测，记录

16、色环电阻 （4）识别按钮、蜂鸣器、电源插口引脚 （5）按印制电路板找焊接位置、三极管、XC64、 LED、蜂鸣器极性，元器件引脚整形 任务5 三人表决器制作 2. 焊接 元件焊接工艺图 任务5 三人表决器制作 焊接样机 任务5 三人表决器制作 3.组装 （1）印制电路板焊接好，连接电源导线； （2）使用集成电路测试仪，检测74LS138、 74LS20，将集成电路插入相应插座； （3）调整稳压电源为+5V； （4）将+5V电源接至接线器，注意电源极性。 任务5 三人表决器制作 实训操作3 调试电路 1. 接通电源，红灯亮，无音乐; 2. 按下S1S3任意一个按钮，红灯亮，无音乐， 表决未通过; 3. 按下任意两个或三个按钮全部按下，绿灯亮， 有音乐声，表决通过; 4. 排除故障 （1）LED不亮 （2）无音乐声响 操作步骤 任务5 三人表决器制作 5. 电路测试 开关状态74LS138输出YG1V3YG2V4V1音乐 S1S2S