采用二输入与非门制作四人表决器.doc

四人表决器的设计一、 实验目的1、了解和初步掌握 EWB 软件的基本操作方法以及练习做板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、实验器材+5V 直流电源，8 脚拨码开关 2 个、100Ω 电阻 1 个、10K Ω 电阻 4 个、1KΩ 电阻 1 个、74LS00 2 个、发光二极管 1 个、万能板 1 个、导线若干等三、 实验内容及步骤实验内容：本实验要求利用 EWB 软件完成对四人表决器的设计及仿真，表决规则是：多数胜少数负此次仿真应有四个输入端口，一个输出端口分别设置其A,B,C,D 为输入端口，Y 为输出端口A,B,C,D 全为 ‘1’时则全票通过；A,B,C为‘1’ ，D 为 0 时 Y 为‘1’ ；A,B,D 为‘1’ ，C 为‘0’时 Y 为‘1’ ；A,C,D 为‘1’，B 为‘ 0’时 Y 为‘0’ ；B,C,D 为‘1’ ，A 为‘0’时输出 Y 为‘1’ ；当A,B,C,D 全为 ‘1’时，则 Y=‘1’实验步骤：1、分析可知其真值表如下所示： A B C D Y0 0 0 0 00 0 0 1 00 0 1 0 00 0 1 1 00 1 0 0 00 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 01 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 1图 1：四人表决器真值表可得卡诺图为：AB CD 00 01 10 1100 0 0 0 001 0 0 0 110 0 0 0 111 0 1 1 1根据卡诺图可分析：无人中任意三人或者四人通过则表决可以通过，故得到其逻辑表达式为Y=ABCD’+ABC’D+AB’CD+A’ BCD+ ABCD=ABD+ACD+ABC+BCD=((AB+AC)D)+(B(AC+CD))=(((AB)’(AC)’)’D)+(B((AC)’(CD)’)’)=((((AB)’(AC)’)’D)’(B((AC)’(CD)’)’)’)’2、打开 EWB 软件，新建一个项目。

3、在新建立的项目的基础上新建一个原理图文件用软件绘制原理图如下所示： 图 2：四人表决器原理图用 EWB 软件进行模拟，使 A,B,C,D 开关分别按照真值表进行开关，观察发光二极管的发光情况模拟成功后再根据实验原理图连接实线，焊接的时候注意不要短路，根据实验要求控制逻辑开关，并记录发光二极管的发光情况，与理论的结果进行比较四、实验结果分析1、 根据图 2 进行仿真模拟时发现当分别置 A,B,C,D 全为接通时则发光二极管处于发光状态；A,B,C 接通，D 为断开时发光二极管处于发光状态；A,B,D 为接通，C 为断开时 Y 为发光状态； A,C,D 为接通，B 为断开时 Y 为发光状态；B,C,D 为接通，A 为断开时输出 Y为发光状态；当有 2 个或 2 个以上开关打开时，发光二极管熄灭2、 按照模拟电路连接好电路后进行测试，并连接 8 脚拨码开关的1,3,5,7 号开关但在测试过程中发现无论这 4 个开关怎么改变状态，发光二级管都是发光的于是，我拆下了开关，直接用铜线代替开关，但发现结果依然不变3、 发现问题后，我猜测是因为逻辑开关在电路中并不起作用，无论逻辑开关是‘1’还是‘0’ ，通过二极管的电压已经大于了它的阀值电压。

此时打开电压源，用万用表测逻辑开关右侧的电压为 1.2V左右，说明可能是因为后面的电路原因影响了逻辑开关的控制，导致 A,B,C,D 端全部输入为‘1’ 4、 经过认真思考，我把电路图改成如下图 3 所示的电路图把原来 A,B,C,D 处得单刀单置开关换成单刀双掷开关，由于使用 8 脚拨码开关，即当 1,3,5,7 闭合而 2,4,6,8 断开时电路导通，当 1,3,5,7 开关断开儿 2,4,6,8 闭合时电路接地通过分析，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 全为 1 时则全票通过；A,B,C 为‘1’ ，D 为‘0’时 Y 为‘1’ ；A,B,D 为‘1’ ，C 为‘0’时 Y 为‘1’ ；A,C,D 为 1，B 为‘0’时Y 为‘0’ ；B,C,D 为‘1’ ，A 为‘0’时输出 Y 为‘1’ ；当A,B,C,D 全为‘1’时，则 Y=‘1’五、实验小结作为初次使用软件 EWB 仿真的我，在完成实验的过程中仍存在着操作娴熟，操作失误等问题在用 WEB 画图时，对于图标的识别不太熟练，连线过程中容易出现连接错误，布线能力也有待提高。

因此在今后我要多加使用 WEB 软件，逐步提高自己的操作水平通过本次实验，我初步了解并学会了使用 WEB 软件，掌握了用此软件完成电子设计的基本流程。