多数表决器的设计

四人表决器的设计教学目标：1. 了解四人表决器的基本原理和功能。

2. 学习数字电路的基本组成和设计方法。

3. 培养学生的创新能力和团队合作精神。

教学准备：1. 教师准备四人表决器的原理图和实际电路图。

2. 准备相关数字电路的知识和概念。

3. 准备团队合作和项目管理的相关知识。

教学内容：第一章：四人表决器的基本原理1.1 人表决器的定义和功能1.2 数字电路的基本组成1.3 四人表决器的电路图和原理第二章：四人表决器的电路设计2.1 输入电路的设计2.2 逻辑电路的设计2.3 输出电路的设计第三章：四人表决器的仿真与验证3.1 使用仿真工具进行电路仿真3.2 验证电路的功能和性能3.3 分析仿真结果和实际电路的差异第四章：四人表决器的制作与测试4.1 制作四人表决器的电路板4.2 焊接电路板和元件4.3 对四人表决器进行实际测试第五章：团队合作与项目管理的实践5.1 团队组建和角色分配5.2 项目计划和进度管理5.3 项目报告和成果展示教学方法：1. 采用讲授法和案例分析法，讲解四人表决器的原理和设计方法。

2. 使用仿真工具进行实践操作，培养学生的实际操作能力。

3. 鼓励学生进行团队合作和项目管理，培养学生的团队协作能力。

教学评估：1. 对学生的课堂表现和作业进行评估。

2. 对学生的实际操作能力和仿真结果进行评估。

3. 对学生的团队合作和项目管理能力进行评估。

教学反思：本教案通过讲解四人表决器的原理和设计方法，培养学生的数字电路知识和创新能力。

通过团队合作和项目管理的实践，培养学生的团队协作和项目管理能力。

在教学过程中，要注意引导学生积极参与课堂讨论和实际操作，提高学生的学习兴趣和动力。

教师要关注学生的学习进度和困难，及时进行指导和帮助。

第六章：四人表决器的设计规范6.1 设计规范的定义和作用6.2 四人表决器的设计规范要求6.3 设计规范的制定与实施第七章：数字电路设计工具的使用7.1 常用数字电路设计工具的介绍7.2 电路图绘制软件的使用方法7.3 仿真工具的使用方法与技巧第八章：四人表决器的优化与改进8.1 优化设计的意义与方法8.2 四人表决器电路的性能分析8.3 电路优化与改进的实施步骤第九章：四人表决器的应用与拓展9.1 四人表决器在实际场景中的应用9.2 四人表决器的设计变种9.3 四人表决器的市场前景与挑战10.2 学生作品的展示与评价10.3 未来数字电路设计的趋势与展望教学方法：1. 采用案例分析和讨论的方式，让学生理解并掌握四人表决器的设计规范。

七人表决器设计一.设计要求1. 能够完成七人表决的功能，并且直观的显示结果：决议通过显示字母P，否则显示字母E；2.能够选择显示表决双方的人数，有控制开关与显示指示灯，并且能够实时的显示反对与赞成的人数；3.能够选择是否记名，并有指示灯显示。

当选择记名时，与表决参与者相对应的指示灯亮起；4.不设置弃权的状况，超过三人同意则表示决议通过。

二.设计思路1.使用Altera的Cyclone II器件，FPGA型号为EP2C35F672C6N；开发平台为Quartus II 8.02.使用6个拨动开关用以进行表决，开关闭合时表示同意，断开时表示不同意；3.使用6个LED用以显示表决的个人结果，用以显示记名时的情况。

LED亮起表示表决人同意，否则表示不同意；4.使用一个七段数码管用以显示表决结果，通过显示P，否则显示E；另外使用两个数码管用以分别显示同意与不同意的人数；5.使用两个拨动开关控制是否记名，是否显示表决的人数结果；6.其他电路按需要搭建。

三.硬件系统组成框图注释：set：选择是否记名set1：选择是否显示投票人数及比例xin[0:6]:表决输入，分别是七个拨动开关sel：输出指示是否记名投票sel1：输出指示是否显示投票人数及比例xout[0:6]:译码用数码管输出表决是否通过xout0[0:6]:译码用数码管输出同意的人数（set1=1）xout1[0:6]:译码用数码管输出不同意同意的人数（set1=1）xout2[0:6]:译码用七个LED输出记名结果设计HDL源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity biao isport (set, set1: in std_logic ; ----控制按键xin: in std_logic_vector ( 6 downto 0 ); ----按键输入表决sel,sel2: out std_logic; -------控制指示灯xout,xout0,xout1,xout2 : out std_logic_vector ( 6 downto 0 )); ----xout显示结果，xout0显示否决的人数，xout1赞成的人数，xout2 LED输出end entity ;architecture bev of biao isbeginprocess ( xin ,set,set1)variable j: integer :=0;beginj:=0;for i in 0 to 6 loop ------统计同意的个数if xin(i)='1' thenj:=j+1;end if;end loop;if (set='1') then -------是否记名投票sel<='1';xout2<=xin; -------记名投票elsesel<='0';xout2<="0000000";end if;if j>3 then ------判决是否表决通过并输出结果xout<="0001100"; ----数码管显示Pelse xout<="0000110"; -----数码管显示Eend if;if set1='1' then ------是否显示表决比例sel2<='1'; ------显示指示灯亮并且译码输出同意与不同意的数目case j is ------显示赞成的人数when 0 =>xout1<="1000000";when 1 =>xout1<="1111001";when 2 =>xout1<="0100100";when 3 =>xout1<="0110000";when 4 =>xout1<="0011001";when 5 =>xout1<="0010010";when 6 =>xout1<="0000010";when 7 =>xout1<="1111000";when others =>xout1<="XXXXXXX";end case;case j is ------显示不赞成的人数when 7 =>xout0<="1000000";when 6 =>xout0<="1111001";when 5 =>xout0<="0100100";when 4 =>xout0<="0110000";when 3 =>xout0<="0011001";when 2 =>xout0<="0010010";when 1 =>xout0<="0000010";when 0 =>xout0<="1111000";when others =>xout0<="XXXXXXX";end case;else ------不显示表决比例sel2<='0';xout0<="1111111"; ----不显示数字xout1<="1111111";end if;end process;end architecture bev;四.DE2平台仿真1.在Quartus中打开已经建好的工程文件；2.按要求选择设备并且分配管脚，重新编译，连接实验板的电源线与下载线，下载程序文件3.分别拨动开关sw0到sw6，看是否能够满足基本要求；在分别拨动sw16，sw17，看是否能够按要求显示表决人数结果与对应的LED灯是否正常亮与灭。

4 人表决器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解4人表决器的原理和功能，掌握其电路组成及工作流程。

2. 学生能运用所学知识，设计并搭建简单的4人表决器电路。

3. 学生了解数字电路基础知识，掌握基本的逻辑门及其功能。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决4人表决器电路中可能出现的问题。

2. 学生能够熟练使用实验器材，进行电路搭建和调试。

3. 学生能通过小组合作，提高沟通协调能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对电子技术产生兴趣，培养探索精神和创新意识。

2. 学生认识到团队合作的重要性，树立团队协作的价值观。

3. 学生在实践过程中，体验成功的喜悦，增强自信心。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，旨在让学生通过动手实践，掌握4人表决器的基本原理和搭建方法。

学生特点：五年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，但需引导激发学习兴趣。

教学要求：注重理论与实践相结合，以学生为主体，引导他们主动探究、合作学习，培养实际操作能力和解决问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

1. 数字电路基础知识：逻辑门的概念、种类及功能，重点讲解与门、或门和非门的工作原理。

2. 4人表决器原理：介绍4人表决器的功能，分析其电路原理，探讨如何实现多数人意见的表决结果。

3. 实践操作：指导学生使用面包板、逻辑门集成电路、开关、LED灯等实验器材，搭建4人表决器电路。

4. 教学案例：结合教材相关章节，分析实际生活中的表决器应用，如电梯控制系统、交通信号灯等。

5. 故障排查与调试：教授学生如何分析并解决电路搭建过程中可能出现的故障，提高动手解决问题的能力。

6. 小组合作：组织学生进行小组讨论和实践，培养团队合作精神，提高沟通协调能力。

教学内容安排和进度：第一课时：数字电路基础知识，介绍逻辑门及其功能。

第二课时：4人表决器原理，分析电路工作原理。

第三课时：实践操作，指导学生搭建4人表决器电路。

五人多数表决器的VHDL设计1 设计要求（1）五人多数表决逻辑：多数通过；（2 ）在主持人控制下，10秒内表决有效；（3）设主持人控制键，复位键：控制键：启动表决；复位键：系统复位。

2 设计说明在脉冲作用下，使用减法计数器，在初值为10秒的时候，主持人按控制键启动表决后，开始计时。

每来一个脉冲计数器就减少1。

一直这样下去，直到计数器变为0。

计数器为0时投票无效。

最后统计投票人数通过同意人数决定表决结果，当投票人不小于3人时，投票通过。

在主持人按下复位键时，计数回到10，重新进行减法计数器。

直到为0。

3 设计结果3.1 电路原理图图1 原理图3.2 信号表voter：一维数组voter用来表示五位表决者；pass：表决最终是否通过（‘1’为“通过”，‘0’为“未通过”）；total：表决通过的人数；count：用来显示倒计时；reset：主持人复位键，用来系统复位；start：主持人控制键，用来启动表决；clk：系统时钟;图2 信号图3.3 仿真结果当处于复位状态时，外界的输入对结果没有影响。

故时间仍为10秒，输出统计人数为0。

仿真波形如图3所示。

图3 复位时的模拟结果在非复位状态下，主持人按下开始键。

表决开始。

在没有人投票的情况下。

时间变为0。

表决结束。

仿真波形如图4所示。

图4 无人赞成时的模拟结果在非复位状态下，主持人按下开始键。

表决开始。

当超出表决时间时才进行表决，此表决无效。

仿真波形如图5所示。

图5 规定时间外的模拟结果在非复位状态下，主持人按下开始键。

表决开始。

在规定时间内只有两人赞同，仿真波形如图6所示。

图6 两人赞成时的结果在非复位状态下，主持人按下开始键。

表决开始。

在规定时间内只有三人赞同，仿真波形如图7所示。

图7 三人赞成时的结果在非复位状态下，主持人按下开始键。

表决开始。

在规定时间内只有四人赞同，仿真波形如图8所示。

图7 四人赞成时的结果该实验是一个具有计时功能的五人表决器，时间限制为10秒，主持人控制复位，开始。

4人表决器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解4人表决器的原理与功能，掌握其电路组成和逻辑设计。

2. 学生能运用所学知识，分析并解释4人表决器在实际应用中的工作过程。

3. 学生了解数字电路基础知识，掌握基本的逻辑门电路及其应用。

技能目标：1. 学生能够独立完成4人表决器的电路搭建，进行实际操作。

2. 学生能够运用所学知识解决简单的数字电路问题，具备一定的故障排查能力。

3. 学生能够通过团队合作，共同完成项目任务，提高沟通与协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，增强学习动力，树立科技创新意识。

2. 学生在学习过程中，培养耐心、细心和严谨的科学态度。

3. 学生通过团队合作，学会互相尊重、关心他人，培养团队精神和社会责任感。

课程性质：本课程属于电子技术实践课程，以项目为导向，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。

学生特点：学生为初中生，具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。

教学要求：教师需引导学生自主学习，鼓励学生提问、思考、实践，关注学生的学习过程和情感态度，提高学生的综合素养。

通过课程目标的分解与实现，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得全面发展。

二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，主要包括以下方面：1. 数字电路基础知识：逻辑门电路原理、逻辑函数及其表达方法、基本逻辑门电路（与门、或门、非门等）的应用。

2. 4人表决器原理与设计：- 4人表决器的功能与作用- 4人表决器的电路组成- 逻辑表达式推导及简化- 4人表决器电路图的绘制3. 实践操作：- 4人表决器电路搭建与调试- 故障排查与问题解决- 团队合作与沟通协调教学大纲安排如下：第一课时：数字电路基础知识复习，介绍4人表决器原理及功能。

第二课时：推导4人表决器的逻辑表达式，学习电路图的绘制。

第三课时：分组讨论，制定电路搭建方案。

第四课时：实践操作，搭建4人表决器电路，进行调试。

都数表决器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握多数表决器的原理、使用方法和实际应用场景。

通过本课程的学习，学生将能够理解多数表决器的工作原理，熟练操作多数表决器进行投票和决策，并能够分析多数表决器在实际应用中的优势和局限。

具体来说，知识目标包括：1.了解多数表决器的定义和原理。

2.掌握多数表决器的操作方法和步骤。

3.了解多数表决器在实际应用中的案例和应用场景。

技能目标包括：1.能够操作多数表决器进行投票和决策。

2.能够分析多数表决器的结果并进行解释。

情感态度价值观目标包括：1.培养学生的团队合作意识和参与决策的能力。

2.培养学生对决策的尊重和理解。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括多数表决器的原理、操作方法和实际应用。

具体的教学大纲如下：1.多数表决器的定义和原理：介绍多数表决器的概念、工作原理和决策规则。

2.多数表决器的操作方法：讲解如何操作多数表决器进行投票和决策，包括操作步骤和注意事项。

3.多数表决器的实际应用：分析多数表决器在实际应用中的案例，包括学校选举、企业决策等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法和案例分析法。

1.讲授法：通过讲解多数表决器的原理、操作方法和实际应用，帮助学生建立知识和理解。

2.讨论法：学生进行小组讨论，让学生分享对多数表决器的理解和观点，培养学生的团队合作意识和参与决策的能力。

3.案例分析法：分析实际应用中的案例，让学生通过具体的情境理解和运用多数表决器的知识和技能。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用合适的教材，包括课本和相关辅助材料，为学生提供系统的学习资源。

2.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，通过图文并茂的方式展示多数表决器的原理和实际应用。

3.实验设备：准备多数表决器设备，让学生能够亲身体验和操作多数表决器进行投票和决策。

集成电路版图设计课程设计报告课题名称：三输入多数表决器姓名： XXXX 学号： 21111111 班级：电子科学与技术班1.概述集成电路是一种微型电子器件或部件。

它是采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管等有源器件和电阻、电容等无源器件及布线互连在一起，制作在一小块半导体晶片上，封装在一个管壳内，执行特定电路或系统功能的微型结构；这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和接点的数目也可控制、大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进一大步。

目前，集成电路经历了小规模集成、中规模集成、大规模集成和超大规模集成。

单个芯片上已经可以制作包含臣大数量晶体管的、完整的数字系统。

在整个集成电路设计过程中，版图设计是其中重要的一环。

它是把每个原件的电路表示转换成集合表示，同时，元件间连接的线也被转换成几何连线图形。

对于复杂的版图设计，一般把版图设计划分成若干个子版图进行设计，对每个子版图进行合理的规划和布图，子版图之间进行优化连线、合理布局，使其大小和功能都符合要求。

版图设计有特定的规则，这些规则是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。

不同的工艺，有不同的设计规则。

设计者只有得到了厂家提供的规则以后，才能开始设计。

在版图设计过程中，要进行定期的检查，避免错误的积累而导致难以修改。

2.设计要求1) .设计一个三输入的多数表决器的版图。

2)．分析三输入多数表决器的功能及逻辑关系。

3)．用与非门的形式构建该表决器的电路图。

4)．利用EDA工具PDT画出其相应版图。

5)．利用几何设计规则文件进行在线DRC验证并修改版图。

3.电路分析根据三输入多数表决器的功能要求设计如果同意则输入1不同意输入0三输入表决器功能为有两个或者两个以上人同意则，则输出1，否者输出0,其真值表如下：化简真值表得逻辑表达式表示并化简为：Out=A BC + A B C + AB C +ABC=AB+BC+AC= AB BC AC这样可以用到三个两输入与非门和一个四输入与非门，达到逻辑功能和晶体管数量最小化的效果，节约了版图资源，减小了复杂程度。