三人表决器的设计与制作

五、教学策略选择（说明主要采用的教学方法、手段和活动设计等） 教法：项目教学法 学法：小组学习法六、教学过程（说明本节课教学的环节、具体的活动、所需的资源支持及其主要环节设计意图） 教学环节教师活动 预设学生活动设计意图一、（2分钟）情景创设：在“中国达人秀”的比赛现场，有3名裁判，当至少有两名裁判同意时，选手才可以顺利晋级。

请根据要求设计出一个逻辑电路，来实现这一功能。

创设情境，增强学生代入感和参与度二、（5分钟）任务分析 引导学生分析任务:三个输入量信息（评委 ） 有两种情况同意和不同意 一个输出量（表决结果）也有两种情况：晋级和淘汰也就是要实现少数服从多数功能，大家想想用我们前面所学的基本门电路能实现这个功评委A 评委B 评委C 选手结果× × × 淘汰 × × √ 淘汰 × √ × 淘汰 × √ √ 晋级 √ × × 淘汰 √ × √ 晋级 √ √ × 晋级 √ √ √ 晋级 引导学生分析任务，提出需求。

复习回顾前节知识点，同时分析其特点，提出问题：现有知识储备能否设计出满足要求的电路？能？三、（3分钟）复习回顾： 1.基本门电路的逻辑功能？ 2.复合逻辑门电路的逻辑功能？提出需求：需要新的知识储备，引入组合逻辑电路的概念四、（10分钟）组合逻辑电路把我们熟悉的与门，或门，非门等逻辑门组合在一起构成的电路组合逻辑电路， 这个电路能不能从而实现少数服从多数的功能呢？我们就需要分析组合逻辑电路的特点。

特点是：结构上，在输入和输出之间只有信号的正向传输通路，没有从输出到输入的反馈回路；在功能上，任意时刻组合逻辑电路的输出状态仅取决于该时刻的输入信号，与电路原来的状态无关。

要设计的三人表决器就要先学习组合逻辑电路的分析与设计。

任务一：组合逻辑电路的概念？任务二：组合逻辑电路的特点五、（10分钟）组合逻辑电路的分析 组合逻辑电路的分析是指基于逻辑电路图，分析明确该电路的基本功能的过程。

三人表决器的设计与制作教学设计【教学内容】所选教材是高等教育出版社出版，伍湘彬主编的《电子技术基础与技能》（第二版）中的第8章的实训项目。

组合逻辑电路是数字电路的重要组成部分，在生产和实际生活中具有广泛的应用。

本课题既是对前面所学的逻辑电路图、真值表、逻辑代数等知识等综合运用，又是为后续等编码器、译码器等逻辑电路等学习奠定基础。

是在学习了逻辑门电路、逻辑表达式等知识后，对有关知识的一个具体设计应用——设计一个三人表决器。

参照《数字电路》课程标准，将组合逻辑电路的设计步骤与组合逻辑电路的制作、调试齐抓，将理论和实践相结合，旨在培养高素质高技能人才。

【学情分析】授课对象是中职电子专业二年级的学生，他们已经学完了电工、电子等前置课程；学习了逻辑门电路的化简，能够分析简单的逻辑电路；能够正确使用基本仪器仪表，能识别与检测常用的电子元器件，具备一定的绘图能力，能够对电路实现模拟仿真，具备一定的电路搭建和装配能力。

学生信息化接受度高，喜欢视频、动画等多媒体资源。

但学生理论普遍较差，技能操作存在不规范现象，还不能自主设计电路。

【教学目标】知识目标：1、了解组合逻辑电路的设计方法与步骤。

2、能够根据功能要求设计逻辑电路。

能力目标：1、培养学生的自主学习能力和动手实践能力。

2、让学生具备初步的电路设计能力。

情感目标：1、通过完成整个电路的设计、仿真、搭建、制作、调试，增强学习自信心和成就感。

2、树立安全文明生产的观念，形成良好的职业道德，【教学重点难点】重点：组合逻辑电路的设计方法与步骤。

难点：遵循逻辑电路的设计原则，对实际电路进行设计。

【教学方法】任务驱动教学法、合作探究法、【教学材料】电子综合实训室、数字电路实训箱、元器件、直流稳压电源、电脑、三人表决器套件、万用表、焊接工具【课前准备】教帅将班内学生以每组6个成员进行分组，组内成员模仿企业流水线作业进行任务分工，其中一人担任组长。

【课时预设】4学时【课后反思】本单元的教学设计使用多样化的信息化手段，视频、图片、网络、PPT 仿真软件等，多种信息化手段的交替使用，将知识形象化，直观化，充分调动和激发学生的学习兴趣。

三⼈表决器_数电⼩实验之三⼈表决器数电⼩实验20级会员们的模电实验已经结束了，他们的培训计划已经从模电实验进⾏到了数电实验。

他们将学习到⼀个新的知识——逻辑电路。

接下来让我们⼀起深⼊了解本次任务吧！实验：三⼈表决器的设计和搭建要求：1.写出真值表、逻辑表达式、画出实验电路；2.只能⽤74HC00和74HC20；实验任务设计⼀个3变量的多数表决电路(当三个输⼊端中有2个及以上输⼊“1”时，输出端才为“1”)，然后在实验板上实现⾃⼰设计的逻辑电路，并验证是否正确。

实验原理采⽤74HC00+74HC20设计⽽成，三⼈各控制A、B、C三个按键中的⼀个，以少数服从多数的原则表决事件，按下表⽰同意，否则为不同意。

若两⼈及两⼈以上同意，发光⼆极管点亮，否则不亮。

1.真值表如下：2.逻辑表达式：根据真值表，我们可以写出输出函数的与或表达式，即：3.实验电路：74HC00四与⾮门：芯⽚介绍：74HC00 是TTL2 输⼊端四与⾮门，⾼电平4V，低电平1V，与⾮门电路经常⽤来实现组合逻辑的运算。

74HC20四输⼊双与⾮门:74HC20是常⽤的双四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。

认真学习的20级会员们：看着⼩20们努⼒的⾝影，像是看到了去年的我们，这些实验不仅提⾼了他们的动⼿实践能⼒，也为将来的单⽚机学习打下了良好的基础。

届届传承的精神：热⼼善良的学长们，时刻⿎舞着20级们的学习，不仅为他们拓展了数电实验的新知识，同时也激发了他们的学习兴趣，使他们在学习中更有⾃信。

成功不是将来才有的，⽽是从决定去做的那⼀刻起，持续累积⽽成，现在的点滴付出，在不久的将来，将会有意想不到的结果。

因为疫情使协会会员们来得晚放假得早，但协会会员们都克服了种种困难，在较短的时间内完成了各⾃的学习任务且表现良好。

希望未来20级会员们能够尽快成长，在协会撑起⼀⽚天。

扫码关注我们郑州铁院⽆线电做事先做⼈编辑：物联⽹19A1苏笑颜⽂字：物联⽹19A1苏笑颜校审：铁道车辆19A2孟珊如审核：王云飞、张凯。

技能实训设计、制作三人表决器【实训目标】（1）通过三人表决器的设计，了解实用组合电路的一般设计程序和方法；（2）通过三人表决器电路的制作与测试，学会合理选用集成门电路等电路元器件，进一步熟悉电子电路的装接工艺要求；（3）熟悉直流稳压电源、万用表等仪器设备的正确使用。

【实训内容与步骤】试一试某举重馆需设计、制作一个裁判判定装置。

其要求是：（1）三名裁判各有一个表决器的按钮；（2）三人中多数人判定运动员举重成功，结果才有效；（3）用与非门来实现。

1．三人表决器的设计三名裁判分别用A、B、C表示，认为举重成功，取值为1，否则为0。

最终裁判的结果用Y表示，取值为1表示举重成功，取值为0表示举重失败。

（1）试列写如表8-3所示真值表。

表8-3 三人表决器真值表输入输出A B C Y0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1图8-6 三人表决器的逻辑电路图（2）将真值表中输出Y为1，所对应的A、B、C取值组合的输入变量乘积项相加，得到Y的表达式。

Y=（3）把表达式化简为最简与-或式Y=（4）把最简与-或表达式转化成与非-与非表达式Y=（5）试在图8-6中完成三人表决器的逻辑电路图2．三人表决器的制作【实训设备与器材】直流稳压电源1台，万用表1块，通用面包板1块；镊子等装接工具一套，导线若干，元器件及器材一套（祥见表8-4）。

做一做（1）清点与检测元器件根据元器件及材料清单，清点并检测元器件。

将测试结果填入表8-4中，正常的填“√”，如元器件有问题，及时提出并更换。

将正常的元器件对应粘贴在表8-4中。

表8-4 三人表决器的元器件清单序号名称型号规格数量配件图号测试结果元件粘贴区1 碳膜电阻器RT-0.25–1kΩ3个R12 R23 R34 碳膜电阻器RT-0.25-390Ω1个R45 集成电路74LS00 1个U16 集成电路74LS20 1个U27 发光二极管红1个LED8 动合按钮3个 A9 B10 C11 IC管座DIP14 2个（2）根据图8-6所示原理电路和表8-4提供的元器件，在图8-7中完成实验电路图。

三人表决器电路设计实验报告小红书
实验目的：
本实验旨在设计一个三人表决器电路，实现对某个问题进行三人表决的功能。

实验原理：
三人表决器电路需要根据三个输入信号的状态进行判断，并输出一个结果信号。

根据三人中的多数意见来决定输出结果，即如果有两个或以上的输入信号为高电平，则输出高电平，否则输出低电平。

实验材料：
1. 电路板
2. 门电路芯片（例如AND门、OR门等）
3. 电阻、电容等元器件
4. 连接线
5. 电源
实验步骤：
1. 根据设计需求，选择合适的门电路芯片和元器件，进行电路设计。

2. 将门电路芯片和元器件按照电路设计图连接在电路板上。

3. 确认电路连接正确后，将电路板连接到电源上。

4. 调试电路，观察输入信号和输出信号的变化情况。

5. 进行三人表决器电路的功能测试，根据不同的输入信号状态，观察输出信号的变化情况。

实验结果与分析：
经过实验测试，我们成功设计出了一个三人表决器电路。

当有两个或以上的输入信号为高电平时，输出信号为高电平；否则，输出信号为低电平。

这样，我们就能够根据三人的表决结果得到一个最终的决策。

实验总结：
通过本次实验，我们掌握了三人表决器电路的设计方法。

这个电路可以广泛应用于需要多人表决决策的场合，例如公司会议、学校选举等。

在实际应用中，可以根据需要进行电路的扩展和优化，以满足不同场景下的需求。

实验六三人表决器设计
一、实验目的
利用Quartus软件完成三人表决器电路的设计，并利用开发板上的数码管电路和按键开关实现如下功能
二、实验仪器及设备
1.PC计算机
2.QuartusⅡ开发软件
3.开发板及其他外围辅助设备
三、实验内容
（1）设计表决电路。

用三个按键按下与否代表参与表决的三人同意与否。

用另外一个按键按下与否代表问题的重要程度。

（2）设计结果显示电路。

用数码管或点阵显示判断结果。

（3）设计启动控制电路。

（4）设计异步状态清零电路
四、实验学时：9学时
五、实验步骤
根据实验要求作预习报告。

根据实验需求，进行程序的设计。

根据以前设计的经验，反复调试程序。

调试通过，下载到FPGA开发板上进行实践调试。

完成整个过程，写实验报告。

附：有关管脚配置参看前5次实验的实验指导书
六、实验要求：
实验报告应包含实验目的、实验原理，分析与设计思路，实验程序，对应变量的管脚配置表，实验结果，实验总结。

其中具体要求为：
1）程序实现模块化设计，写出设计思路，认真标注代码注释；
2）达到正确地运行结果；。

五、教学策略选择（说明主要采用的教学方法、手段和活动设计等） 教法：项目教学法 学法：小组学习法六、教学过程（说明本节课教学的环节、具体的活动、所需的资源支持及其主要环节设计意图） 教学环节教师活动 预设学生活动设计意图一、（2分钟）情景创设：在“中国达人秀”的比赛现场，有3名裁判，当至少有两名裁判同意时，选手才可以顺利晋级。

请根据要求设计出一个逻辑电路，来实现这一功能。

创设情境，增强学生代入感和参与度二、（5分钟）任务分析 引导学生分析任务:三个输入量信息（评委 ） 有两种情况同意和不同意 一个输出量（表决结果）也有两种情况：晋级和淘汰也就是要实现少数服从多数功能，大家想想用我们前面所学的基本门电路能实现这个功评委A 评委B 评委C 选手结果× × × 淘汰 × × √ 淘汰 × √ × 淘汰 × √ √ 晋级 √ × × 淘汰 √ × √ 晋级 √ √ × 晋级 √ √ √ 晋级 引导学生分析任务，提出需求。

复习回顾前节知识点，同时分析其特点，提出问题：现有知识储备能否设计出满足要求的电路？能？三、（3分钟）复习回顾： 1.基本门电路的逻辑功能？ 2.复合逻辑门电路的逻辑功能？提出需求：需要新的知识储备，引入组合逻辑电路的概念四、（10分钟）组合逻辑电路把我们熟悉的与门，或门，非门等逻辑门组合在一起构成的电路组合逻辑电路， 这个电路能不能从而实现少数服从多数的功能呢？我们就需要分析组合逻辑电路的特点。

特点是：结构上，在输入和输出之间只有信号的正向传输通路，没有从输出到输入的反馈回路；在功能上，任意时刻组合逻辑电路的输出状态仅取决于该时刻的输入信号，与电路原来的状态无关。

要设计的三人表决器就要先学习组合逻辑电路的分析与设计。

任务一：组合逻辑电路的概念？任务二：组合逻辑电路的特点五、（10分钟）组合逻辑电路的分析 组合逻辑电路的分析是指基于逻辑电路图，分析明确该电路的基本功能的过程。

项目一三人表决器的逻辑电路设计与制作姓名张贤贤学号 20110894专业数字电子技术指导老师林梅三人表决器的逻辑电路设计与制作一：设计要求1.对电路图的原理进行分析，并对原理图进行改良。

用仿真软件进行仿真调试，弄清楚电路的工作原理。

2.熟悉各元件的性能和设置元件的参数。

3.对原件的性能进行评估和替换，用性能和使用范围更好，更常用的原件进行替换，使自己实际是原件更接近实际使用。

4.原件安装符合工艺要求，既考虑其性能又应美观整齐。

焊接原件要注意焊点的圆润。

5.学会数字逻辑电路的设计方法。

6.培养自己的分析故障和解决问题的能力。

二：原件清单电阻、芯片、按钮、发光二级管、电源2. 原件的检测（1）电阻的检测：先用色环法对电阻进行读书，然后再用万用表打到相应的电阻档对电阻进行一步的检测。

（2）发光二极管的检测：将万用表打至欧姆档*10K，万用表的表笔对发光二极管进行反接，如果发光二级管会发光，那么说明该发光二级管是好的。

（3）按钮的检测：将万用表打至欧姆档*1K，用万用表的表笔接在按钮的两端，如果万用表打到无穷大，按下按钮万用表的指针达到零，那么说明该按钮接通了，也是好的；反之是坏的。

三：三人表决器的逻辑电路的设计（1）完成真值表A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1(2)由真值表写出表达式。

Y=A’BC+AB’C+ABC’+ABC(3)卡诺图BC 00 01 11 10A 01用代数法和卡诺图法化简：11 1 1Y=A’BC+AB’C+ABC’+ABC=AB+BC+AC=AB+BC+AC=AB*BC*AC四：三人表决器的仿真图1: 与非门74LS00的原理图仿真图：装配图：五：注意事项1：集成块插入槽中，使标识向左，不能插反，然后明确引脚及引脚功能。

2：电源采用5V直流电。

六：心得体会通过这次的设计，我从中收获了很多，懂得了对电路的进一步分析，也从而巩固和提高电路的设计能力、元件的选择及检测的能力等，同时也对我们所学的知识的掌握。

三人表决器的设计与制作任务书
实训班级：学生姓名：实训日期：
一.任务要求：
1）设计一个三人表决器。

表决信号用三个开关A,B,C控制，开关状态为1，表示同意。

开关状态为0，表示不同意。

输出结果用发光二极管Y表示，灯亮为1状态，表示两人或两人以上同意，表决通过；灯不亮为0状态，表示两人或两人以上不同意，表决没有通过。

2）试用门电路设计能实现该功能的表决器，电路要简洁，经济。

3）在完成任务过程中注意用电安全和各项操作安全。

4）学生先分组独立完成任务一至任务三，任务四和任务六在教师的引导下完成。

二：任务内容及步骤
任务一：完成真值表的填写
任务二：根据真值表写出逻辑表达式并化简
任务三：根据逻辑表达式绘制逻辑电路图
任务四：元器件的选择
任务五：最终实物电路图的绘制
任务六、；完成电路的安装与调试并验证其功能三、任务评价
学生自评：
教师点评：。

课程设计任务书一、设计题目：三人表决器二、设计的主要内容：举重运动设三名裁判，每个裁判分别判断选手的试举情况，成功点亮白灯，失败点亮红灯有两盏或两盏以上的白灯则选手试举成功，否则失败。

电源部分采用三端稳压器即可，逻辑部分可以采用任何逻辑门电路，显示部分采用发光二极管即可，无需采用电流放大器。

需要使用的芯片资料上网查。

图手绘，无需使用电脑绘图软件。

2.学出电路的工作原理，使用说明。

3.要求在输出端使用红、白灯表示选手的最终试举结果，成功亮白灯，失败亮红灯。

指导教师：日期：教师评语：评阅成绩：评阅人：日期：摘要关键词：投票系统系统，表决结果,决议通过第1章三人表决器概述1.1三人表决器的功能描述三个人分别用手指拨动开关S W1、S W2、S W3来表示自己的意愿，如果对某决议同意，各人就把自己的指拨开关拨到高电平（上方），不同意就把自己的指拨开关拨到低电平（下方）。

表决结果用LE D（高电平亮）显示，如果决议通过那么实验板上白灯亮；如果不通过那么实验板上红灯亮；如果对某个决议有任意二到三人同意，那么此决议通过，白灯亮；如果对某个决议只有一个人或没人同意，那么此决议不通过，红灯亮1.2三人表决器”的逻辑功能表决结果与多数人意见相同。

设X0、X1、X2为三个人（输入逻辑变量），通过为1，不通过为0；Y0为表决结果（输出逻辑变量），多数通过Y0为1，否则，Y0为0.其真值表如表1所示。

表1“三人表决器”真值表输入逻辑变量输出逻辑变量其中X0,X1,X2为输入表决信号即为s w1,s w2,s w3指示灯，Y0为输出结果即L E D灯由真值表写出逻辑表达式并化简得：Y0=X0*X1+X0*X2+X1*X2第2章三人表决器设计思想2.1组合逻辑电路的分析2.1.1 组合逻辑电路的分析输输入出A B C F00000010010001111000101111011111从真值表发现：输入变量A，B，C中有两个或两个以上为一，则输出为1，从而总结电路功能：三人表决电路。

制作与测试（一）单击此处添加标题任务起点11111.设计逻辑电路（1）逻辑状态赋值根据电路功能，该电路有3个输入，3个评委分别用A、B、C表示，1代表同意，0代表不同意；该电路只有1个输出，用Y表示，1代表过关，0代表单击此处添加标题未能过关。

（2）列真值表输入输出A B C Y 00010111000001010011100101110111（3）写逻辑表达式C B A C AB 101ABC110111++（4）化简，并变换成与非-与非表达式Y ＝BC AC++011BCBC A AB +ACBC AB ⋅⋅Y ＝＝√√√√（5）画出逻辑电路图按照逻辑电路图就可以安装三人表决器了吗？单击此处添加标题起点1111问：输入的0和1怎么实现？答：按键！按下为1（高电平），不按时为0（低电平）！R 1和R 4为分压限流电阻，当按下SB1时，A 点电位为 约为0.91V CC = 4.55V ，为高电平；当未按下SB1时，A 点电位为 0，为低电平。

CC414V R R R 2.补充输入、输出电路（1）加输入电路三个输入A 、B 、C 分别用三个按键来实现，按键未按下时，输入为0，按键按下时，输入为1。

输入电路问：输出用什么来展示效果？答：发光二极管！当输出Y 为高电平，发光二极管发光；当输出Y 为低电平， 发光二极管不发光！一般发光二极管的工作电压为2V 左右，工作电流为10mA 左右。

因此，限流电阻可以选用390Ω。

（2）加输出电路输入电路输出电路逻辑电路三人表决器电路图起点11功能要求逻辑电路完整电路1.设计逻辑电路（1）逻辑状态赋值（2）列真值表（3）写逻辑表达式（4）化简，并变换成合理的逻辑表达式（5）画出逻辑电路图2.补充输入、输出电路（1）加输入电路（2）加输出电路三人表决器的制作与测试（一）谢谢！。