用 74SL00 与非门和 74LS20 与非门设计一个三人表决器

我的思考

74SL00 与非门是 4 个二输入与非门，74LS20 与非门是 2 个四输入与非门。

要设计三人表决器，我们需要知道三人表决器的功能是什么。

首先，三人即三个输入，只能是 0 或 1；再者，要表决，则需要少数服从多数，即对于 3 人来说，1 人服从 2 人（两个输出 1 ，一个输出 0），3 人全通过（三个人都输出 1）；所以，只需要对于输出值的情况做分类，列出逻辑表达式，化简（卡诺图化简 或者 利用公式化简）后选择合适数量、合适引脚的与非门实现即可。

如图所示：

ChatGLM-4.0在设计一个三人表决器时，我们需要构建一个逻辑电路，该电路在至少两人同意时输出“通过”，在所有人都不同意时输出“否决”。下面是使用74SL00与74LS20与非门设计三人表决器的基本步骤：

ChatGLM-4.0

74SL00与74LS20简介

• 74SL00：这是一个双输入与非门集成电路，每个与非门有两个输入端和一个输出端。输出为低电平（0）当且仅当所有输入端都是高电平（1）。
• 74LS20：这是一个四输入与非门集成电路，有一个输出端。输出为低电平（0）当且仅当所有四个输入端都是高电平（1）。

三人表决器逻辑

三人表决器的逻辑可以表述为：至少两人同意时输出为1，否则输出为0。

设计步骤

1. 确定逻辑表达式：对于三人表决器，我们可以使用以下逻辑表达式：

• 输出 X = (A AND B) OR (A AND C) OR (B AND C)
  其中，A、B、C分别代表三人的输入。

2. 构建电路图：

• 使用两个74SL00与门来实现(A AND B)、(A AND C)和(B AND C)。
• 使用一个74LS20四输入与非门来实现最终的逻辑表达式。

3. 电路连接：

• 将三个输入（A、B、C）分别连接到两个74SL00与门的不同输入端。
• 将74SL00与门的输出连接到74LS20四输入与非门的输入端。
• 74LS20的输出将是表决器的输出。

电路实现

以下是具体的电路连接方式：

1. 使用74SL00：

• 与门1：输入端A和B，输出端为AB。
• 与门2：输入端A和C，输出端为AC。
• 与门3：输入端B和C，输出端为BC。

2. 使用74LS20：

• 将74SL00与门1、2、3的输出（AB、AC、BC）连接到74LS20的三个输入端。
• 第四个输入端可以连接到一个固定的高电平（Vcc），或者如果74LS20是多余的，可以不使用。
• 74LS20的输出将是表决器的最终输出。

注意事项

• 在实际电路中，需要确保输入端和输出端有适当的电平匹配，可能需要使用电阻等元件进行电平转换。
• 如果74LS20的第四个输入端不使用，应该将其连接到高电平（Vcc）以避免对电路产生影响。

这样设计的三人表决器电路可以实现基本的表决功能，确保至少两人同意时表决通过，所有人都不同意时表决不通过。

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要设计一个三人表决器，我们需要实现以下逻辑：当且仅当至少有两个人同意时，输出为“1”（表示决策通过），否则输出为“0”（表示决策未通过）。我们可以使用74LS00（四路2输入与非门）和74LS20（双四路2输入与非门）来实现这一功能。以下是具体电路设计：

所需器件：

• 1片 74LS00 四路2输入与非门
• 1片 74LS20 双四路2输入与非门

三人表决器电路设计：

假设我们有三位投票者的输入信号分别为 A、B、C，它们的值分别为 0（反对）或 1（同意）。输出信号为 Y，当至少有两个同意时，Y = 1，否则 Y = 0。

步骤1：利用74LS00进行异或操作，得到每位投票者与其他人的不同意见结果：

1A = A ⊕ B
1B = B ⊕ C
1C = A ⊕ C

步骤2：将上述不同意见结果进行与非运算，得到每一位投票者是否为少数派的结果：

M1 = ￢(1A . 1A)
M2 = ￢(1B . 1B)
M3 = ￢(1C . 1C)

步骤3：利用74LS20将三位投票者的少数派结果进行与运算，得到最终的表决结果：

Y = M1 . M2 . M3

其中，“.” 表示与操作，“￢” 表示非操作，“⊕” 表示异或操作。

实际电路连接：

使用1片74LS00实现步骤1中的异或操作：

• 异或门1：接A、B作为输入，1A作为输出
• 异或门2：接B、C作为输入，1B作为输出
• 异或门3：接A、C作为输入，1C作为输出

使用1片74LS20实现步骤2中的与非操作：

• 与非门1：接1A（两次）、1B作为输入，M1作为输出
• 与非门2：接1B（两次）、1C作为输入，M2作为输出
• 与非门3：接1C（两次）、1A作为输入，M3作为输出

使用第2片74LS20实现步骤3中的与非操作：

• 与非门4：接M1、M2、M3作为输入，Y作为输出

按照上述电路连接方式布置器件并连线即可实现三人表决器的功能。当至少两位投票者输入为“1”（同意）时，输出端Y为“1”，表示决策通过；否则，输出端Y为“0”，表示决策未通过。

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三人表决器的设计需要使用两个74LS20四输入与非门和一个74SL00双输入与非门。以下是设计过程：

首先，我们需要确定输入和输出。这里有三个人，每个人有一个输入端，表示他们的投票结果。当一个人投赞成票时，他的输入端为低电平（0），否则为高电平（1）。输出端表示投票结果，如果至少有两个人投赞成票，则输出为低电平（0），表示通过；否则，输出为高电平（1）。

我们将三个输入端分别记为A、B和C，输出端记为Y。

设计步骤如下：

1. 使用74LS20的第一个与非门，将A、B两个输入端接入其输入端，得到一个中间结果Z1。当A、B两个输入端有一个为低电平时，Z1为低电平；否则，Z1为高电平。
2. 使用74LS20的第二个与非门，将B、C两个输入端接入其输入端，得到另一个中间结果Z2。当B、C两个输入端有一个为低电平时，Z2为低电平；否则，Z2为高电平。
3. 使用74LS20的第三个与非门，将A、C两个输入端接入其输入端，得到最后一个中间结果Z3。当A、C两个输入端有一个为低电平时，Z3为低电平；否则，Z3为高电平。
4. 使用74LS20的第四个与非门，将Z1、Z2、Z3三个中间结果接入其输入端，得到最终的输出结果Y。当Z1、Z2、Z3中有两个为低电平时，Y为低电平；否则，Y为高电平。

电路图如下：

这样，就完成了三人表决器的设计。

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