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:
![图片[1]-用 74SL00 与非门和 74LS20 与非门设计一个三人表决器-值得研究](https://imgcos.worthstudy.cn/2024/04/07/2605.webp)
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
- 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。
- 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。
- 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:
- 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。
- 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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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:
![图片[2]-用 74SL00 与非门和 74LS20 与非门设计一个三人表决器-值得研究](https://imgcos.worthstudy.cn/2024/04/07/2606.webp)
这样,就完成了三人表决器的设计。
存档地址:https://www.yuque.com/worthstudy/study/he04ghm3gf1bvr72?singleDoc# 《用 74SL00 与非门和 74LS20 与非门设计一个三人表决器》
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