数电课程设计五人表决器设计
数电课程设计五人抢答器设计
烟台南山学院数字电子技术课程设计题目抢答器姓名：所在学院：计算机与电气自动化学院所学专业：电气工程及自动化班级学号指导教师完成时间：目录1 采用数字电路 (1)2、基本原理电路 (2)2.1原理与分析 (2)3、电路元件的选择及参数 (2)3.1 〈74LS148〉 (2)3.2 〈74LS192〉 (4)3.3 〈74LS47〉 (5)3.4 〈NE555〉 (6)4、电路设计 (7)4.1单元电路设计 (7)4.1.1抢答器电路 (7)4.1.2 定时电路 (8)4.1.4 时序控制电路 (10)4.2 整体电路 (10)1 采用数字电路定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。
主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
扩展电路完成定时抢答的功能。
图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。
当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。
当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：①优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；②扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；③控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；④控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。
当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。
2、基本原理电路2.1原理与分析其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到"清除"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。
三人表决器、五人表决器的实验报告
三人表决器、五人表决器的实验报告
一 实验目的
1.熟悉Quartus II 软件的基本操作
2.学习使用Verilog HDL 进行设计输入
3.逐步掌握软件输入、编译、仿真的过程 二 实验说明
三人表决器真值表：
输入信号
输出信号
B1 B2 B3 u 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1
1
1
1
逻辑表达式：U=
b1
b2 voter u
本次实验是要设计一个三人表决器。
该电路应有两个数据输入端口b1,b2,b3，电路的输出端口为voter(u
三实验要求
1、完成三人表决器的Verilog HDL程序代码输入并进行仿真
2、采用结构描述方式和数据流描述方式
3、完成对设计电路的仿真验证
四、实验过程
（1）三人表决器：
程序代码
仿真结果
五人表决器：
程序代码
仿真结果
五、实验体会
通过三人表决器和五人表决器的设计，使我们更加熟悉Quartus 软件进行数字系统设计的步骤，以及运用Verilog HDL进行设计输入，并掌握三人表决器和五人表决器的逻辑功能和设计原理，逐步理解功能仿真和时序仿真波形。
三人表决器和五人表决器大体相似，并没有太大的区别。
五人表决器的设计说明
《数字与逻辑电路基础》课程设计——五人表决器的设计姓名：学号：2015学院：自动任课教师：目录................................................................... (2)引言 (3)摘要.............................................. 错误!未定义书签。
实验设计原理...................................... 错误!未定义书签。
实验步骤.......................................... 错误!未定义书签。
真值表 (4)卡诺图 (5)电路图 (7)Multisim仿真截图 (8)电路设计总结 (8)引言：现在火热的综艺节目都会请一些评委为参赛选手进行通过与否进行评判，最后给出通过与否的结果。
而评委进行表决时，都会有不同结果，此时，就需要一个多人表决器，而本次设计是为五人表决结果的输出，解决了对每一位评委结果的分析，直接给出最终通过与否的结果。
摘要：74HC153芯片是两个四选一数选器共用两个地址码，两个四选一输出端分别输出，两个使能端分别控制，且为低电平有效。
由于只有两个地址输入端，则需要构造第三个地址输入端，两四选一数选器分区工作。
实验设计原理分析：先用扩展法将74HC153设计构成三输入八选一数据选择器，再利用降维法实现五变量到三变量，最后加上适当的基础门电路即可实现五人多路表决器。
最后用Multisim进行仿真实验。
实验步骤如下：一.列出5人表决结果真值表。
二．由真值表画出卡诺图。
(E=0)（E=1）三．用降维图法，令x=E后降为四维变量A,B,C,D并且画出卡诺图如下。
四．令x=D降维写成3维卡诺图如下。
五．由上面的卡诺图结果取相应的原件：1.与门，或门，一个74HC153双四选一数据选择器，探针一个，五开关合一的S1（从上至下一次代表E D C B A），高低电平。
EDA-实验报告
实验一五人表决器设计一、实验目的1 加深对电路理论概念的理解3 加深计算机辅助分析及设计的概念4 了解及初步掌握对电路进行计算机辅助分析的过程二、实验要求制作一个五人表决器，共五个输入信号，一个输出信号。
若输入信号高电平数目多于低电平数目，则输出为高，否则为低。
三、实验原理根据设计要求可知，输入信号共有2^5=32种可能，然而输出为高则有15种可能。
对于本设计，只需一个模块就能完成任务，并采用列写真值表是最简单易懂的方法。
四、计算机辅助设计设A,B,C,D,E引脚为输入引脚，F为输出引脚。
则原理图如1所示图1.1 五人表决器原理图实验程序清单如下：MODULE VOTEA,B,C,D,E PIN;F PIN ISTYPE 'COM';TRUTH_TABLE([A,B,C,D,E]->[F])[0,0,1,1,1]->[1];[0,1,1,1,0]->[1];[0,1,0,1,1]->[1];[0,1,1,0,1]->[1];[1,0,1,1,1]->[1];[1,1,0,1,1]->[1];[1,1,1,0,1]->[1];[1,1,1,1,0]->[1];[1,1,1,0,0]->[1];[1,1,0,1,0]->[1];[1,1,1,1,1]->[1];[1,1,0,0,1]->[1];[1,0,0,1,1]->[1];[1,0,1,0,1]->[1];[1,0,1,1,0]->[1];END五、实验测试与仿真根据题目要求，可设输入分别为：0，0，0，0，0；1，1，1，1，1；1，0，1，0，0；0，1，0，1，1。
其测试程序如下所示：MODULE fivevoteA,B,C,D,E,F PIN;X=.X.;TEST_VECTORS([A,B,C,D,E]->[F])[0,0,0,0,0]->[X];[1,1,1,1,1]->[X];[1,0,1,0,0]->[X];[0,1,0,1,1]->[X];END测试仿真结果如图1.2所示：图1.2 五人表决器设计仿真图可知，设计基本符合题目要求。
实验2 五人表决器(无源码)
-1-
制作人：程鸿亮
长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系
赞成 票数
反对 票数
清零 锁存
4. 用实验平台的 LED 发光阵列实现表决结果和每人的表决信号：
⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏ ⒐⒑⒒⒓⒔⒕⒖⒗
注：要求 LED1 显示判决赞成(led_agr)信号，LED8 显示判决反对(led_opp)信号。 LED3、LED4、LED5 同时显示判决结束信号。LED10、LED11、LED12、LED13、 LED14 显示 5 人的表决信号。
长安大学 电子与控制工程学院 电子科学与技术系
通过对话框中的 Hardware Setup 按钮，选择下载设备：USB-Blaster。参照上图所 示的选项，点击 Start 完成下载。 五、实验结果
以下是对参考代码的编译下载后的部分图例：
说明：初始状态中，分别显示同意和反对票数的数码管 6 和数码管 5 输出“FF”， 表示可以进行新的一次表决操作。此时拨动开关有两个处于高电平(同意)， LED14、LED13 对应被点亮。
I/O31
D9
I/O32
D8
I/O33
D7
I/O34
C9
I/O35
H7
I/O36
Y7
I/O37
Y13
I/O38
U20
I/O39
K20
引脚名称 I/O40 I/O41 I/O42 I/O43 I/O44 I/O45 I/O46 I/O47 I/O48 I/O49 PIO60 PIO61 PIO62 PIO63 PIO64 PIO65 PIO66 PIO67 PIO68 PIO69 PIO70 PIO71 PIO72 PIO73 PIO74 PIO75 PIO76 PIO77 PIO78 PIO79
五人表决电路课程设计
电子技术课程设计报告书课题名称 五人表决电路课程设计姓 名 ***** 学 号 *****院、系、部 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程指导教师 ********年**月**日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※**级电子信息工程专业电子技术课程设计五人表决电路课程设计1.设计目的（1）熟悉集成电路的引脚排列。
（2）掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（3）了解表决器的工作原理。
2.设计思路（1）设计表决器电路。
（2）设计译码电路。
（3）设计显示电路。
3.设计过程3.1方案论证图3.1.1 五人表决电路方框图通过主体电路的74LS138译码器和一些组合逻辑电路，将各组赞成人数统计直接转换成二进制输出信号后，再用一个全加功能电路，把所有输出信号按特定的顺序相加，最后经过一个4511译码器和一个共阴极七段显示管显示出同意的人数。
3.2.总电路设计3.2.1.表决电路图3.2.1主题表决器电路该电路完成功能：用芯片74lLS38译码器将特殊信号（专家组）进行处理，然后通过组合逻辑门电路对信号进行处理。
最后通过红、绿二极管输出电路。
把译码所得到的二位二进制数分为高位和低位，分别记为A1、A2、B1、B2。
把A1、B1和A2、 B2进行分开处理。
这过程分三种情况：①当专家组没人同意时（即A1、B1都为0时）不管代表组是否有人同意（即A2、 B2是否为0），都亮红灯（表示会议否决），②当专家组只有一人同意且代表组无人同意时（即A1B1=01且A2B2=00），亮红灯。
其余的各种情况都亮绿灯（表示会议通过）。
OE1、OE2A、OE2B为使能控制端，起到控制译码器是否能进行译码的作用。
只有OE1为高电平，OE2A、OE2B均为低电平时，才能进行译码，否则不论输入为何值，每个输出端均为1 译码器可以将输入代码的状态翻译成相应的输出信号，以高、低电平的形式在各自的输出端口送出，以表示其意愿。
译码器有多个输入端和多个输出端。
单片机课程设计报告(五人表决器)
目录一、方案设计 (2)二、硬件电路设计 (2)三、软件设计说明 (6)四、程序清单 (7)五、制作调试说明 (12)六、操作使用说明 (13)七、总结 (13)单片机课程设计一、方案设计1、设计题目：5人表决器2、设计要求：1）、可供5—7个人进行表决，每个人有一个“同意”和一个“反对”按键，故一个人需要两个按键，表决时两个键先按下的一个有效，同时按下则表示无效，每次表决每个按键只能是第一次按下的有效，多按无效，用单片机设计表决器是硬件电路与软件设计相结合的一种设计，因此在硬件电路只能实现按键的按下与释放，不能智能的实现检测按键被按下几次，则可用软件设计来实现其功能。
2）会议主持人可利用按键控制表决的开始与结束，点亮黄灯用于显示表决开始，熄灭黄灯表示结束，并将表决结果用红灯与绿灯显示。
当不相等时，“同意”多于“反对”点亮绿灯，“同意”少于“反对”点亮红灯。
3）在实现上述功能的基础上增加“同意”数和“反对”数的显示。
二、硬件电路设计1、硬件设计思路：此次设计的题目是5人表决器，分析得设计的硬件电路选用P1口与P2口作为同意与反对按键的输入端。
又表决的开始与结束是由主持人来控制的，因此需要两个按键来表示表决的开始与结束，因此可采用外部中断0与外部中断1来控制表决的开始于结束。
故设计总共需要按键12个。
设计要求中需要四盏灯，分变为一个黄灯，一个绿灯和二个红灯，三盏灯用于输出显示，因此也可以征用单片机的I/O口，由于P1口与P2口作为同意与反对按键的输入端且P0口当做输出端口时可以不用接上拉电阻，因此可将三个显示灯接在P0口用于显示表决的结果。
还有一盏红灯用来做电源指示灯。
2、元器件参数确定：设计要求中需要三盏灯(黄灯，绿灯和红灯)用于输出显示，选用P0口的3个端口与显示灯相连接用于输出，由于输出端口输出的高电平一般为5V，而发光二极管允许的最大电流为5mA，因此需要用到限流电阻，发光二极管可降2V的电压，则限流电阻上的压降为3V,那么限流电阻的最小阻值为R=3V/5mA=600欧姆，由于输出的高电平不是5V，故用510欧姆的限流电阻。
五人表决器_九九乘法表__交通灯(EDA报告)
实验一五人表决器的设计一、实验目的1、了解和初步掌握ISPlever软件的基本操作方法以及电子线路的程序编写abel语言的编写。
2、通过实验，加深电路设计的概念以及了解计算机辅助设计分析的过程3、培养学生的创新能力以及理论知识的应用能力。
二、实验内容及步骤本实验要求利用ISPLEVER软件完成对五人表决器的设计及仿真，表决规则是，多数胜少数。
分析题意，我们可以知道此次仿真应有五个输入端口，一个输出端口。
分别设置其A,B,C,D,E为输入端口，F为输出端口。
故分析可知其真值表如下所示：图1：无人表决器真值表可分析：无人中任意三人通过则表决可以通过，故得到其逻辑表达式为F=ABC+ABD+ABE+ACD+ACE+ADE+BCD+BCE+BDE+CDE实验步骤：1、打开ISPLEVER软件，新建一个项目，并命名为Untitled.syn。
2、在新建立的项目的基础上新建一个原理图文件，并为之命名为biaojueqi.sch。
用软件绘制原理图如下所示：图2：五人表决器原理图3、在顶层原理图的基础上，为模块编写ABEL语言程序，原理图中建立了WTF模块，新建立一个程序文件wtf.abl。
编写此项目的仿真文件程序biaojueqi.abv得到：对此项目文件进行仿真，得到仿真结果如图：图3：实验结果仿真分析三、实验结果分析本次实验设计的是五人表决器，要求A,B,C,D,E五个输入中只要有三个以上为1，那么实验的输出即为1。
通过分析，我们得到了表决器输出的逻辑表达式，然后根据表达式完成了VOTE项目的设计，项目设计后仿真得到，A,B,C,D,E全为1时则全票通过；A,B,D,E为1，C为0时F为1；A,B,E 为1，C,D为0时F为1；A,B为1，C,D,E为0时F为0；A,B,C,D为0，E 为1时输出F为0；当A,B,C,D,E全为0时，则F=0；经过TEST文件来对程序检测，发现设计基本可以完成表决任务。
四、实验小结作为EDA实验的第一个实验，在完成的过程中仍存在着操作不娴熟，操作失误等问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数电部分
五人表决器设计
一、设计任务与要求
1．设计一个五人表决器，通过红绿两种不同颜色的灯来代表表决是否通过，并用数码管显示出同意的人数。
2．使用74HC138译码器芯片进行控制，按照少数服从多数的原则，多数人同意则通过，少数人同意则被否决。
用绿灯亮表通过，红灯亮表示否决。
3．学会根据已学知识设计具有某一特定功能的电路，学会基本电路的组装与调试。
二、方案设计与论证
当按下开关时，代表同意赞成，开关没有按下去时，表示不赞成。
评委按照自己的意愿投票，选择是否按下开关，即选择逻辑电位。
对逻辑电位进行译码，对译码后芯片的输出进行显示。
对于五人表决器，首先设五人分别为A B C D E ，设Y为表决的结果。
其中有三人或三人以上同意（同意用“1”表示，不同意用“0”表示）则绿灯亮 (绿灯用“1”表示)，红灯亮(红灯用“0”表示)。
五人表决器真值表
如果绿灯亮了，则表示表决通过，若红灯亮了，表示不通过。
三、单元电路设计与参数计算
芯片74HC138，是典型的集成译码器。
它是3线-8线译码器，该译码器有3位二进制输入A B C,它们共有8种状态的组合，即可译出八个输出信号，输出为低电平有效。
此外，还设置了3个使能端G1 G2A G2B，为电路的扩展提供了方便。
74HC138集成译码器功能表
U7
74HC138D_2V Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y7
7
A 1
B 2
C 3G16~G2A 4~G2B
5
74HC138外围引脚分布图
芯片74HC139，是双2线-4线译码器，它的输出也是低电平有效，符号匡内部的输入、输出变量表示其内部的逻辑关系。
74HC139 2-4线译码器真值表
U6A
74HC139DW_2V 1Y041Y151Y261Y3
7
1A 21B 3~1G
1
74HC139 外围引脚分布图
74LS161计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能。
计数器按计数进制不同，可分为二进制计数器、十进制计数器、其他进制计数器和可变进制计数器，若按计数单元中各触发器所接收计数脉冲和翻转顺序或计数功能来划分，则有异步计数器和同步计数器两大类，以及加法计数器、减法计数器、加/减计数器等，如按预置和清除方式来分，则有并行预置、直接预置、异步清除和同步清除等差别，按权码来分，则有“8421”码，“5421”码、余“3”码等计数器，按集成度来分，有单、双位计数器等等。
74LS161是四位二进制可预置同步计数器，由于它采用4个主从JK触发器作为记忆单元，故又称为四位二进制同步计数器，其集成芯片管脚如图所示。
CE
CE
CP
74LS161管脚图
该计数器由于内部采用了快速进位电路，所以具有较高的计数速度。
各触发器翻转是靠时钟脉冲信号的正跳变上升沿来完成的。
时钟脉冲每正跳变一次，计数器内各触发器就同时翻转一次，74LS161的功能表如表所示：
74LS161逻辑功能表
输入输出R D LD ET EP CP A B C D QA QB QC QD
L ××××××××L L L L
H L ××↑ a b c d a b c d
H H H H ↑××××计数
H H L ××××××保持
H H ×L ×××××保持
由于74LS161的计数容量为16，即计16个脉冲，发生一次进位，所以可以用它构成16进制以内的各进制计数器，实现的方法有两种：置零法（复位法）和置数法（置位法）。
CD4511 引脚图
四、总原理图及元器件清单
1.Multisim 11.0原理图：
2.元件清单：
五、安装与调试
将设计好的电路在Multisim 11.0中绘制出来，在绘制时，注意各器件的选择和使用，开关应选择单刀双置式开关，共5个，开关连线时应保持处于断开状态，不得提前接通电源。
此外，接线时的走线，应选择合适的走线方式，使整个电路显得清晰明确，尽量避免接线的来回交叉、或者绕远的走线方式。
Multisim 11.0的使用也是一项非常复杂的事情，需要足够的细心和耐心，一个很小的疏忽就容易接错线，而接线错误就会造成仿真错误，甚至仿真失败。
因此一定要注意仿真时的正确接线。
六、性能测试与分析
调试图1 红灯亮
当A、B、C、D、E中只有任意两人或两人以下赞同时，红灯亮，同时数码管显示出同意人数2。
调试图2 绿灯亮
当A、B、C、D、E中有三人或三人以上一下赞同时，绿灯亮，同时数码管显示出同意人数3。
七、结论与心得
在数字电子技术课程设计的尾声我认识到，我们做好课程设计，需要认真复习一个学期以来学过的内容，需要翻阅课本知识才能确立实验方案，然后逐步进行细化设计。
我主要负责电路的模拟与仿真部分，在仿真过程中总会遇到各种各样的问题，需要耐心地分析、解决。
我知道“世上无难事，只怕有心人”，经过我多日的不懈努力，我终于攻克了仿真过程中的大部分难题，成功地实现了仿真，基本达到了预期效果。
通过这次的数电课程设计，我了解了五人表决器的制作过程及其工作原理，通过和课本上的知识进行比较对照，更加深刻地理解了74LS138、74LS139等相关知识。
我还学会了模拟仿真软件Multisim 11.0的安装、汉化、及基本使用方法，学会简单电路的模拟仿真，对今后的学习和生活会有很大的帮助，甚至可以不用去实验室就能在电脑上模拟完成一些实验项目。
此外，我理解了设计数字电路时如何正确选取合适的元件，进
一步地认识了数字电路的工作原理和它的性能指标。
我们以前学的都是理论知识，仅仅能够通过不多的几次实验进行实践。
这次课程设计之后，我认识到只有自己深入到练习和实践中去，才能真正地了解电路、认识电路，加深对所学知识的掌握理解。
由于本次课程设计安排在期末考试前后，时间紧，任务重，最后的设计结果难免存在一些问题，例如我们原本打算制作一个计数器，用来计算电路中共有几人同意，用74LS161、4511等相关芯片制做计数器并用数码管显示出来，在仿真中也进行了设计，但不知何故运行时经常发生错误，计数器总是不能正常工作，由于时间紧，没有足够的时间进行设计和调试，最终导致我们不得不删掉这一部分。
我会在以后的实践活动中认真思考，好好改进，吸取这次的经验教训，在实践中得到锻炼，在实践中得以提高。
通过本次课程设计，我学到不少东西，也得到了不少锻炼。
在做课程实际之前，从大处着眼，统筹兼顾的看问题是必须的。
首先的第一要务是将整个任务书综合考虑，比如本次的五人表决器的设计，要综合考虑各部分的联系，分块设计，分块设计中主要考虑各个设计电路与其他部分的联系，各个部分电路功能的实现。
最后是各部分电路的整体连接与调试。
而且，我也从这次实验中学到了不少在书本中没有的东西，明白了实践与理论的结合的重要性，以及同学之间互相帮助、相互合作的重要性，更重要的是对整个电路各个元器件及其模拟仿真有了深刻的认识，在遇到困难时运用学过的相关知识，运用适当的方法尽力去解决各个难题，通过自己不懈的努力来达到目标。
八、参考文献
1．康光华.电子技术基础（模拟部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006.
2．康光华.电子技术基础（数字部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006
3. 韩广兴.电子元器件与实用电路基础[M] 北京：电子工业出版社，2005
4. 赵春华.电子技术基础（仿真实验）[M].北京：机械工业出版社，1998
5. 蒋黎红.模电数电基础实验及Multisim仿真[M].杭州：浙江大学出版社，2007
电子技术课程设计报告
设计课题：多路输出直流稳压电源设计
五人表决器设计
专业班级：电气工程及其自动化0903班
学生姓名：
指导教师：王枫、陈秀宏
设计时间：2011-12-26至2012-1-6
11 / 11。