74ls20实现的四人表决器 - 全文

　　74LS20简介

　　74ls20是常用的双4输入与非门集成电路，常用在各种数字电路和单片机系统中，它的cmos版本是74hc20

　　74LS20功能表

　　这个74ls20芯片的功能很简单，就是内含两组4输入与非门

　　第一组：1，2，4，5输入6输出

　　第2组：9，10，12，13输入8输出

　　74LS20内部功能图

　　74LS20引脚图

　　74LS20真值表

　　74ls20实现的四人表决器

　　（一）方案设计

　　首先根据设计任务的要求建立输入、输出变量、并列出真值表、然后用逻辑代数或卡诺图化简法求出简化的逻辑表达式，并按实际选用逻辑门的类型修改逻辑表达式，根据简化后的逻辑表达式，用标准器件构建逻辑电路，最后用实验验证设计的准确性。

　　基本功能：实现四人表决器的基本功能，少数服从多数。

　　拓展功能：1、当有人同意表决时，相应的LED灯亮。

　　2、当有三到四人同意时，数码管显示P，表决通过。否则数码管显示N。

　　（二）电路设计及工作原理分析

　　2.1逻辑变量赋值

　　设四人的意见为变量A、B、C、D，表决结果为函数Y。对于变量A、B、C、D设同意为“1”；不同意为“0”。对于函数Y，设通过为“1”；不通过为“0”。

　　2.2真值表

　　2.3卡诺图

　　2.4逻辑电路图

　　（三）电路仿真

　　本设计中采用的是Proteus7.5仿真软件。Proteus7.5是美国国家仪器（NI）有限公司推出的仿真工具，适用于基本的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

　　1、没人或一人到二人同意时，开关接高电平，数码管显示N，表决不通过。如图所示：

　　在四人表决器中四个人分别用手指拨动开关SW1，SW2，SW3，SW4来表决自己的意愿，如果对某决议不同意，个人就把自己的指拨开关拨到高电平（上方），同意就把指拨开关拨到低电平（下方）。表决结果用数码管显示，如果决议通过那么数码管显示P；如果决议不通过那么数码管显示N。

　　图3-1两人同意，两个LED灯亮数码管显示N，表决不通过。

　　2、三人到四人同意时，开关接低电平，数码管显示P，表决通过。如图所示：

　　图3-2四人同意，四个LED灯亮，数码管显示P，表决通过。

　　图3-3三人同意，三个LED灯亮，数码管显示P，表决通过

　　（四）电路搭接与调试

　　根据图3-1的四人表决器电路原理图，把其中的单元电路进行组装，完成电路安装连接，接好电路后，接通电源，开始调试电路。

　　接通电源时，拔动开关，接通电源，开关拨至低电平，可以看到的是数码管显示N，LED灯不亮，没有决策者赞成，表示决议没有通过。

　　调试情况如下图所示：

　　图4-1无人同意，开关接低电平

　　接通电源，开关拨至低电平，可以看到的是数码管显示N，LED灯不亮，没有决策者赞成，表示决议没有通过。

　　1、接通电源，一个开关拨至高电平，可以看到的是数码管显示N，一个LED灯亮，一个决策者赞成，表示决议没有通过。如图4-2所示：

　　图4-2一人同意，一个开关拨至高电平

　　2、接通电源，两个开关拨至高电平，可以看到的是数码管显示N，两个LED灯亮，两个决策者赞成，表示决议没有通过。如图4-3所示：

　　3、接通电源，三个开关拨至高电平，可以看到的是数码管显示P，三个LED灯亮，三个决策者赞成，表示决议通过，如图4-4所示：

　　图4-4三人同意，三个开关拨至高电平

　　4、接通电源，四个开关拨至高电平，可以看到的是数码管显示P，四个LED灯亮，四个决策者赞成，表示决议通过，如图4-5所示：

　　图4-5四人同意，四个开关全部拨至高电平