三人表决器电路设计与装调

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1、项目 1 三人表决器电路设计与装调项目要求在理解各种逻辑关系，掌握门电路的逻辑功能和外部特性的基础上，应用相关集成门电路完成三人表决器的电路设计与装调。项目目标 熟悉逻辑函数的表示方法与化简方法 理解晶体管的开关特性 了解 TTL 门电路的内部机构和工作原理 掌握 TTL 门电路的基本使用方法 了解 TTL 工作门电路的基本使用方法 了解 TTL 电路和 CMOS 电路的基本使用方 掌握逻辑门电路的应用项目介绍本项目为三人表决器电路，用集成门电路构成简易型四人抢答器。A、B、C、D 为抢答操作按钮开关。任何一个人先将某一开关按下且保持闭合状态，则与其对应的发光二极管（指示灯）被点亮，表示此人抢

2、答成功；而紧随其后的其他开关再被按下，与其对应的发光二极管则不亮。简单抢答器电路图如图 1.1 所示。专题一 数制和码制 了解数的进制概念，掌握二进制、八进制、十六进制、十进制的表示方法 掌握二进制与十进制、八进制、十六进制的项目转化 了解码制的概念，掌握几种常见的码制表示方法，并能熟悉运用。1.1.1 数制主题目标1、十进制十进制数是人们熟悉的数制，有 0-9 是个数制符，它是逢十进位，各位的权是 10 的幂。例如，2315 这个数可以写成2315=2*102 +3*102+1*101+5*100 任意一个十进制的数可以记作(N) 10= Ki*10i2、二进制二级制数中只有 0 和 1 两

3、个数字符号，它是逢二进位，各位的权是 2 的幂。例如（100101） 2 =1*25+0*24+0*23+1*22+0*21+1*20 N 位二进制整数可以表达成(N)2= Ki*2i3、八进制和十六进制（1）八进制 八进制中只有 0-7 八个数字符号，它逢八进位，各位的权是八的幂。例如（1207） 8=1*83+2*82+0*81+7*80 N 位八进制正整数的表达式可以写成（N） 8=Ki*8i (2)十六进制 十六进制有 0-9、A 、B、C 、D、E、F、十六个数字，其中 10-15 分别用 A-F表示，逢十六进位，各位的权是 16 的幂。例如(2C7F) 16 =2*163+12*1

4、62+7*161+15*160 N 位十六进制数的表达式可以写成（N） 16=Ki*16i 十六进制可以用字母“H”来表示，例如 (2C7F) 16 = (2C7F) H4、不同数制之间的转换（1）任意进制转换成十进制，通过前面的介绍，分别按公式展开，就是二进制、八进制、十六进制转化成十六进制的结果。（100101） 2 =1*25+0*24+0*23+1*22+0*21+1*20（1207） 8=1*83+2*82+0*81+7*80 (2C7F) 16 =2*163+12*162+7*161+15*160（2）十进制转换成二进制 十进制转换成二进制的方法中整数转换和小数转换不同。将十进制整

5、数转换成二进制数的方法是：连续除以 2，直到商为 0，每次所得的余数从后向前排列即为转换后的二进制数整数部分，这种方法简称“除 2 取余法” 。按此方法，可用竖式除法表示出上述转换过程。例如，将（302） 10 转换成二进制的竖式为302/2 = 151 余 0151/2 = 75 余 1 75/2 = 37 余 137/2 = 18 余 118/2 = 9 余 09/2 = 4 余 14/2 = 2 余 02/2 = 1 余 01/2 = 0 余 1故 二 进 制 为 100101110值 得 注 意 的 是 ， 最 新 除 得 的 余 数 是 最 低 位 ， 而 最 后 得 到 的 余 数

6、 为 最 高 位 小 数 部 分 的 转 换 方 法 ： 连 续 2， 一 直 得 到 小 数 部 分 为 0（ 有 些 小 数 部 分 不能 使 2 结 果 为 0， 转 换 时 刻 根 据 实 际 需 要 保 留 确 定 保 留 小 数 位 置 ） ， 每 次所 得 的 整 数 部 分 从 前 向 后 排 列 为 转 换 后 的 二 进 制 小 数 部 分 ， 这 种 方 法 简 称“乘 二 取 整 法 ”。(3)二 进 制 与 八 进 制 、 十 六 进 制 之 间 的 相 互 转 换1)二 进 制 与 八 进 制 之 间 的 相 互 转 换 。 因 为 八 进 制 的 基 数 8=23

7、， 所 以 3 位 二进 制 数 构 成 1 位 八 进 制 数 。 当 要 将 二 进 制 数 转 换 成 八 进 制 数 时 ， 只 要 从 最 低位 开 始 ， 按 3 位 分 组 ， 不 满 3 位 者 在 前 面 加 0， 每 组 以 对 应 八 进 制 数 字 代 替 ，再 按 原 来 顺 序 排 列 即 为 等 值 的 八 进 制 数 。例 如 ， 将 （ 11110100010） 2 转 换 成 八 进 制 为011 110 100 0103 6 4 2即 （ 11110100010） 2=（ 3642） 8注 意 ： 3 位 分 组 时 ， 必 须 从 最 低 位 开 始 。

8、反 之 ， 如 果 要 将 八 进 制 正 整 数 转 换 成 二 进 制 数 ， 只 需 将 每 位 八 进 制 数 写 成 对应 的 3 位 二 进 制 数 ， 再 按 原 来 的 顺 序 排 列 就 行 了 。例 如 ， 将 （ 473） 8 转换成二进制为4 7 3100 111 011即 （ 473） 8=（ 100111011） 2（ 2） 二 进 制 与 十 六 进 制 之 间 的 相 互 转 换 。 因 为 十 六 进 制 的 基 数16=24， 所 以 4 位 二 进 制 数 构 成 1 位 十 六 进 制 数 ， 从 最 低 位 开 始 ， 每 4 位 二进 制 数 一 组

9、 ， 对 应 进 行 转 换 ， 不 满 4 位 者 在 前 面 加 0， 具 体 方 法 与 前 面 介 绍的 八 进 制 的 转 换 相 同 。例 如 ， 将 （ 10110100111100） 2转 换 成 十 六 进 制 为0010 1101 0011 11002 D 3 C即 （ 10110100111100） 2=（ 2D3C） 16反 之 ， 将 （ 3AF6） 16 转 换 成 二 进 制 为3 A F 60011 1010 1111 0110即 （ 3AF6） 16=（ 11101011110110） 21.1.2 码 制在 数 字 系 统 中 ， 由 0 和 1 组 成 的

10、 二 进 制 数 不 仅 可 以 表 示 数 值 的 大 小 ， 还可 以 用 来 表 示 特 定 的 信 息 。 用 二 进 制 数 来 表 示 一 些 具 有 特 定 含 义 信 息 的 方法 称 为 编 码 ， 用 不 同 形 式 可 以 得 到 多 种 不 同 的 编 码 ， 这 就 是 码 制 。 例 如 ，用 4 位 二 进 制 数 表 示 1 位 十 进 制 数 ， 称 为 二 -十 进 制 代 码 。 常 用 的 编 码 有二 -十 进 制 BCD 码 、 格 雷 码 和 ASCII 码 等 。1.二 -十 进 制 代 码用 四 位 二 进 制 数 组 成 一 组 代 码 ，

11、可 用 来 表 示 0-9 是 个 数 字 。 4 为 二 进 制代 码 有 24=16 种 状 态 ， 从 中 抽 出 十 种 组 合 表 示 0-9 可 以 有 多 种 方 式 ， 因 此十 进 制 代 码 有 多 种 ， 几 种 常 用 的 十 进 制 代 码 有 8421BCD 码 2421 码 5211吗 余 3 码 （ 无 权 码 ） 最 常 用 的 是 8421BCD 码 ， 将 十 进 制 数 的 每 一 位 用 一个 二 进 制 数 来 表 示 ， 这 个 4 位 的 二 进 制 数 每 一 位 的 权 从 高 位 到 低 位 分 别 是8、 4、 2、 1， 由 此 规 则

12、 构 成 的 码 称 为 8421BCD 码 。例 如 （ 37） 10=（ 00110111） 8421BCD 对 于 2421 码 和 5211 码 而 言 ， 若 将 每 个 代 码 看 做 是 4 为 二 级 制 数 ， 不 过 从左 而 又 每 位 的 1 表 示 2、 4、 2、 1 和 5、 2、 1、 1， 则 与 每 个 代 码 等 值 的 十 进制 数 恰 好 就 是 它 表 示 的 十 进 制 数 ， 其 中 2421 中 的 0 和 9 码 ， 1 和 8 吗 ， 2和 7 码 ， 3 和 6 码 ， 4 和 5 的 代 码 均 互 为 反 码 （ 即 代 码 的 每

13、一 位 0 和 1 的 状态 正 好 相 反 ）余 3 码 是 一 套 无 权 码 ， 即 每 一 位 的 1 没 有 固 定 的 权 相 对 应 ， 如 果 仍 将 每 个代 码 视 为 4 为 二 进 制 数 ， 且 自 左 向 右 每 位 的 1 分 别 为 8、 4、 2、 1、 则 等 值的 十 进 制 数 比 他 所 有 表 示 的 十 进 制 数 多 3， 所 有 称 余 3 码2、 格 雷 码格 雷 码 又 称 循 环 码 ， 这 是 在 检 测 和 控 制 系 统 中 的 一 种 常 用 代 码 。 她 的 特 点 是 ：相 邻 两 个 代 码 之 间 仅 有 一 位 不 同

14、 ， 其 余 各 位 均 相 同 。 计 数 电 路 按 格 雷 码 计 数时 ， 每 次 状 态 仅 仅 变 化 一 位 代 码 ， 减 少 了 出 错 的 可 能 性 。 格 雷 码 属 于 无 权 码 ，他 有 多 种 代 码 形 式 ， 其 中 最 常 用 的 一 种 是 循 环 码 。专 题 二 逻 辑 函 数专 题 要 求 ： 学 会 运 用 逻 辑 代 数 ， 分 析 问 题 ， 分 许 数 字 电 路 中 的 逻 辑 关 系 。专 题 目 标 ： 掌 握 三 种 基 本 逻 辑 关 系 及 相 应 的 符 合 逻 辑 关 系 。掌 握 逻 辑 代 数 的 基 本 公 式 和 定

15、 律掌 握 逻 辑 函 数 的 各 种 表 示 方 法 以 及 相 互 转 化掌 握 逻 辑 函 数 的 化 简了 解 逻 辑 函 数 的 无 关 相 概 念 ， 掌 握 含 有 无 关 相 的 化 简 方 法1.2.1 常用逻辑关系1、与只有当决定事物结果的所有条件全部具备时，结果才会发生，这种逻辑关系成为与逻辑关系。如果用逻辑值中的 1 来表示灯亮和开关闭合，用 0 来表示灯灭和开关断开，这样可得到与逻辑的真值表：A B Y A B Y000100110101与逻辑运算也称“逻辑乘” 。与逻辑运算的逻辑表达式表示为：Y=A*B 或 Y=AB (*可省略)与逻辑运算的规律为： 输入有 0 得

16、 0 全 1 得 1 与逻辑的逻辑符号如图AYB2、或当决定事物结果的几个条件中，只要有一个或一个以上的条件得到满足，结果就会发生，这种逻辑关系成为或逻辑关系。或逻辑的真值表如图所示A B Y A B Y000101110111或逻辑也称“逻辑加” 。或逻辑运算的逻辑表达式为：Y=A+B或逻辑运算的规律为：有 1 得 1 全 0 得 0或逻辑的运算符号如图所示AYB3、非在事件中，结果总是和条件相反状态，这种逻辑关系成为非逻辑关系。非逻辑真值表如图所示：A Y A Y0 1 1 0非逻辑运算也称“反运算” 。非逻辑运算的逻辑表达式为 Y= A非逻辑运算的规律为：0 变 1，1 变 0，即“始终相反”非逻辑的逻辑符号如图所示。AYB11集中常用的符合逻辑关系与、或、非运算时逻辑代数中最基本 vendetta 三种运算，集中常见的符合逻辑关系的逻辑表达式、逻辑符号