五人人表决器 数字电路

摘要：本次课程设计的目的是作出一个五人表决器,要求能实现五人表决器的基本功能。

采用了组合电路的设计方法,首先根据表决器的功能写出真值表,得出输出的表达式,再根据卡诺图,得到最简的表达式。

然后使用Multisim设计出原理图,仿真能得到正确的结果。

关键词：五人表决器、74LS283N、7485N、译码显示、表决一、设计目的：（1）、熟悉集成电路的引脚安排。

（2）、掌握Multisim的基本用法。

（3）、掌握74LS283N、7485N等芯片的逻辑功能和译码显示器的使用方法。

（4）、熟悉五人表决器的组成和工作原理。

（5）、熟悉五人表决器的设计。

二、设计思路：（1）、设计表决器的工作电路。

（2）、设计输入电路。

（3）、设计清零电路。

（4）、设计显示输出电路。

三、设计过程：3.1,整体设计思路本次设计的五人表决器根据其实现的功能要求，大概可以分为四大方面：一是5人的按键选择；二是74LS283芯片，对输入电平进行全加；三是7485N芯片，对其进行比较；四是译码显示器对逻辑运算后的结果进行输出显示，完成五人表决器的功能。

根据以上的整体设计思路，五人表决器可以利用以下方框图，作形象的展现。

其总体方框图如图1：——————图1,五人表决器框图结合以上框图，综述如下：第一步：按键选择。

五人评委根据意愿按下按键，即输入逻辑电位。

第二步：全加。

有关芯片对所输进的逻辑电位，进行译码。

第三步：逻辑运算。

对译码后芯片的输出进行逻辑运算。

第四步：显示输出。

将运算结果通过译码显示器输出，显示表决结果。

3.2,各部分的具体电路设计1、按键选择部分的电路设计五人多数表决，只要在规定时间内，赞成人数大于或等于三，则表决通过。

因此，只需将每位表决人的结果相加，判断结果值，然后再将结果值显示出来既可以得到设五个开关作为表决器的五个输入变量，输入变量为逻辑“1”时，表示表决者“赞成”；输入变量为“0”时，表示表决者“不赞成”。

输出逻辑“1”时，表示表决“通过”；输出逻辑“0”时，表示表决“不通过”。

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。

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。

Guangxi University of Science andTechnology数字电子技术基础课程设计课程名称：数字电子技术课题名称： 5人表决器姓名：庞兴文学号： 201200402009院系：计算机学院通信工程专业专业班级：通信121指导教师：张雅兰完成日期： 2014年7月10日目录一．设计任务 (3)二．设计要求 (3)三．设计目的 (3)四．设计思路 (4)五．设计过程 (4)六．设计体会 (10)一、设计任务①设计一个五人表决器。

②通过灯亮来代表表决是否通过二、设计要求①学习使用八选一数据选择器芯片74LS151进行控制。

②当有三个或三个以上的人同意则通过，少于三个同意则被否决。

③用红灯表示五人中亮灯的情况，用绿灯亮表示通过。

三、设计目的本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。

培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用用已学过的知识和对数字电子技术的基本理论，基本概念，基本方法和单元电路，逻辑部件的深入认识，而拓宽思路，扩大视野，进一步巩固，扩充所学知识，提高分析问题和解决问题的能力。

（1）熟悉集成电路的引脚及安排。

（2）掌握各芯片的逻辑功能及控制方法。

（3）学习multisim11.0仿真。

（4）学习Altium designer软件四、设计思路（1）设计表决工作电路（2）设计不同开关控制数据选择器（3）设计输出显示电路五、设计过程5.1、方案论证图5.1 五人表决器的结构框图1. 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。

2. 对逻辑电位进行数据选择。

3. 对选择后芯片的输出进行显示。

5.2、系统原理五人表决器，只要赞成人数大于或等于三，则表决通过。

《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：且动任课教师：冯录 (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。

三人表决器、五人表决器的实脸报告一实验目的1.熟悉Quartus II软件的基木操作2.学W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本次实验是要设计一个三人表决_________三人表决器真值表:逻辑表达式：U=/?lh2 b2b3 blb3三实验要求1、完成三人表决器的VeH log 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：□ module voter (A, C, Y);input A,B,C; output Y;wire[1:0]add_result;assign esult=A+B+C;assign Y=(add_result>=2)?11tol:11toO;endmodule仿真结果五人表决器:程序代码H module three_voter_ex; inpUt AjrB.rC^D.rE； output Y;wire [1:0] adLd_resu 11; ass ign 沒dd_i:esult = A+B+C+D+E f assign Y= (a_clil_result：＞ = 3 ) ? 11 to 1: 11 toO; endrnociule |仿真结果五、实验体会通过三人表决器和丑人表决器的设计，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VerilogHDL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人体相似，并没有太大的区别。

程序：
#include<stdio.h>
int vote(int a,int b,int c,int d,int e)
{
if(a&&b&&c||a&&b&&d||a&&b&&e||a&&c&&d||a&&c&&e||a&&d&&e||b&&c&&d||b&&c&&e||b&&d &&e||c&&d&&e)
return 1;
else
return 0;
}
int main()
{
int a,b,c,d,e;
printf("输入五个人的表决意愿(0或1，空格分开）：");
scanf("%d%d%d%d%d",&a,&b,&c,&d,&e);
if(vote(a,b,c,d,e))
printf("表决通过!\n");
else
printf("表决不通过!\n");
}
【实验结果分析】
【实验心得】
通过这次五人表决开关电路的实验，加深了我对五个基本联结词（否定、合取、析取、条件、双条件）的理解、基本掌握了利用基本等价公式化简公式的方法。

为今后的学习打下了扎实的基础。

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。

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。